氧化钙对电石生产节能的影响.doc

氧化钙对电石生产节能的影响对于电石生产来说，原材料质量非常重要，除碳素材料以外，氧化钙的质量也是决定电石生产技术指标的关键因素。氧化钙是由石灰石矿经过高温煅烧而成，我国石灰石(碳酸钙)矿蕴藏量十分丰富，分布很广，但其质量却差异很大。生产电石用的氧化钙(俗称白灰)，要求活性要好，生过烧不能超过5，其内部杂质成分如氧化镁、二氧化硅、三氧化二铝等含量也对电石生产造成一定的负面影响，此外，白灰的粒度和粉末率也是决定白灰质量的指标之一。1 白灰中杂质成分对电石生产的影响在电石生产过程中，当白灰与碳素材料在电石炉内反应生成电石时，各种杂质也在参与反应。这些杂质在电石冶炼过程中，既因吸热而浪费能源，又消耗碳素材料，此外还对电石设备使用寿命及生产状况都有不同程度的破坏，所以必须严格控制其含量。11 白灰中杂质成分的影响石灰中的主要杂质有二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化镁等，这些杂质在高温下都会与碳素材料发生还原反应，生成非金属单质硅、铁、铝和镁。根据物料平衡，得出各种杂质的还原率为：Mg0 80100；A1203 510；Si02 4060；Fe203 3050。经过生产实践证明，杂质的还原率与电石发气量有一定的关系，电石的发气量越高，杂质的还原率也越高。各种杂质中，氧化镁对电石生产危害较大（石灰石中含氧化镁1%，折到石灰中含量就达到1.6%）。主要是氧化镁在炉内熔融区迅速被还原为金属镁，而使电石炉内熔池形成一个高温还原区，金属镁以气态形式逸出，其中一部分与炉内产生的一氧化碳气体发生化学反应，生成氧化镁，它是一个放热反应，这个副反应放热形成的高温会使炉料熔池边缘的硬壳被破坏，引起熔融电石流体向外扩散，与炉壁直接接触，容易烧坏炉壁耐火砖，最终使炉壳遭到破坏。金属镁蒸汽在上升过程中，还会与一氧化碳和空气中的氧气(开放炉)发生化学反应，产生氧化镁，这在开放炉是很常见的现象，由于该反应也是放热过程，这些热量就会使料面发红，引起碳素材料燃烧，使碳素材料消耗增加，还会造成料层上方黏连结块，使料层透气性下降，料层结构遭到破坏。又据统计氧化镁在1%以上，超1%电耗至少增加100度。此外，出炉口也会被电石堵塞，最终使炉况恶化，被迫停产检修。12 采取的措施作为电石生产企业来说，严把白灰入库质量关，准确化验，控制氧化镁的质量分数低于2以下，超过指标的一律拒绝入库，从根本上控制氧化镁的含量。2 白灰的生烧和过烧对电石生产的影响21 白灰的生烧和过烧的影响白灰的生产工艺是石灰石矿在温度达到815时发生分解，生成白灰并放出二氧化碳。在生产过程中，若石灰石矿粒度太大，其中心温度未达到815，那么碳酸钙没有分解，这样生产的白灰就会夹带部分生烧(碳酸钙)。白灰过烧(内部结构改变的氧化钙)是指在石灰窑生产时，由于温度过高或石灰石在煅烧窑内停留时间太长，使其内部结构发生变化，疏松多孔的白灰就会变成致密坚硬的白灰，体积缩小。白灰中生烧成分在电石冶炼中，能释放二氧化碳，这等于有效的氧化钙投入量减少，实际等于打乱炉料的正常理论配比，使生产难于控制。此外，生烧也会在高温下分解，吸收炉内热量，增大电石生产的电耗，使电石生产成本增高。白灰过烧由于其结构致密，活性差，大大降低了反应速度，并且体积缩小以后，其接触面积也减小，使碳素材料显得增多，引起炉内电阻的下降，电极容易上升，炉底温度逐步下降，过烧还会直接影响电石质量，长期下去，最终导致炉况不稳定，生产效益低下。22 采取的措施白灰中生烧太低，在加工破碎、运输等环节会风化很快，造成浪费，一般电石生产用白灰的生烧控制在25，过烧控制在2以下。作为电石生产企业，一方面要通过强化原料检验手段来减少白灰中生过烧的比例，另一方面，对于已入库的生过烧超标的白灰，由于生烧比较重、颜色青，过烧颜色焦糊，肉眼便于分辨，生过烧可以通过人工方法来进行人炉前的挑拣。因生烧、过烧、白灰三种物料密度、粒度不同，也可以通过振动筛进行初步分离，但白灰容易破碎，造成浪费。3 白灰的粒度和粉末率对电石生产的影响31 白灰的粒度和粉末率对电石生产的影响白灰的粒度对电石生产是非常重要的。粒度过大，其接触面积就小，在炉内反应速度就低，直接影响电石的质量和产量。粒度太小，使白灰容易风化，而且进入炉内会形成密闭的料层，透气性差，使熔池内憋压，熔池下料缓慢，影响电石生产。炉料中的粉末含量较多时，容易使电极附近料层结成硬壳，发生棚料现象。棚料有两种害处：一是降低炉料自由下落的速度，减少投料量，使电石炉减产；二是会引起操作事故的发生，由于蓬料使料面好比一个密闭的锅盖一样，将熔池内产生的氢气、一氧化碳封闭起来，随着气流的不断上升，压力逐步增大，随时都有塌料、爆破的可能，发生严重的操作事故，对操作人员和设备造成危害。此外，白灰的粉末率高，由于其质量轻，会随尾气进入除尘系统，给除尘设备带来很大的负担，当然也会直接影响到原料配比的准确性，使生产工艺管理失控，对生产危害极大。32 采取的措施随着电石炉容量的大小不同，生产电石用白灰对粒度也有相应的适用范围，此外白灰的粒度还要考虑与其配入的碳素材料的粒度大小，因为电石炉属于矿热电阻炉，其粒度与碳素材料的粒度混合后，会直接影响到电石生产的操作电阻，所以要综合考虑。表1 不同炉型对白灰粒度的控制范围电石炉容量kVA白灰粒度m粒径范围m5 00010 0005-305-10不超过1810 0002O 0005-355-10不超过1520 00030 000540510不超过1240 000以上5455一l0不超过10注：整体合格率大于90。由表1可见，不同的炉型对白灰的粒度要求是有区别的，各地电石生产企业根据当地资源特点，都形成了自己相应的原料质量指标(粒度)，但基本上接近表1中的粒径范围。白灰的粒度范围可以通过调整破碎机的动鄂板的行程来控制，当然还要通过筛分系统来将超过适用范围的粒度分离开来，大粒度的可以再次破碎，小粒度的可以用于其他行业。生产企业对粒度的控制要求不是太严格，超标不严重时，可以忽略，但超标严重时，必须进行筛分。对于白灰的粉末率来说，一般通过筛分来解决。由于白灰很容易吸潮分化，再加上破碎工序、运输过程等产生的大量白灰粉末，尤其是雨季，尽管经过多次筛分，但粉末率很难控制。解决这一问题的关键就是白灰库尽可能储存在相对封闭的库房内，减少湿气的侵入，而且库存不能太多，入炉前尽可能经过机械化筛分，也可利用电石炉尾气的余热回收装置，自制白灰烘干系统，即在白灰库区底部形成火炕，使白灰保持一定的温度，一方面得以节约电耗，关键在于可有效