Hochflüchtiger Petrolkoks neigt beim Kalzinieren zum „Cracken“ oder „Verschlacken“.

Mechanismusanalyse:

Explosionsphänomen (Beulen):

• Schnelles Entweichen flüchtiger Bestandteile: Bei hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Petrolkoks entweichen diese mit steigender Temperatur während der Anfangsphase der Kalzinierung rasch. Erfolgt dies zu schnell, baut sich im Inneren der Petrolkokspartikel ein erheblicher Dampfdruck auf, der zum Bersten führen kann.
• Unzureichende Temperaturkontrolle: Die maximale Menge an flüchtigen Bestandteilen entweicht bei Kalzinierungstemperaturen zwischen 600 und 700 °C. Steigt die Temperatur in dieser Phase zu schnell an, entweichen die flüchtigen Bestandteile explosionsartig, was das Bersten verstärkt.

Schlackenphänomen:

• Unvollständige Verbrennung flüchtiger Bestandteile: Bei der Kalzinierung von hochflüchtigem Petrolkoks kommt es durch die unvollständige Verbrennung flüchtiger Bestandteile zu einer großen Menge an Ruß und unverbrannten Partikeln.
• Ascheschmelze: Die Asche im Petrolkoks schmilzt bei hohen Temperaturen und verbindet sich mit unverbrannten Partikeln zu niedrigschmelzenden eutektischen Gemischen, die an Ofenwänden oder Anlagen haften bleiben und zu Verschlackung führen.
• Übermäßige Temperatur: Wenn die Kalzinierungstemperatur die Erweichungstemperatur der Asche übersteigt, schmilzt die Asche und haftet an, wodurch Schlacke entsteht.

Präventive Maßnahmen:

Kontrolle der Kalzinierungstemperatur und der Aufheizrate:

• Segmentierte Erwärmung: In der Anfangsphase der Kalzinierung sollte die Aufheizrate niedriger sein, damit die flüchtigen Bestandteile langsam entweichen können und ein zu hoher innerer Dampfdruck vermieden wird. Beispielsweise kann eine langsame Erwärmung vor 900 °C die Ausbeute verbessern.
• Kontrolle der Temperatur in der Hochtemperaturphase: Bei hohen Temperaturen (z. B. 1240–1300 °C) sollte die Aufheizrate entsprechend reduziert werden, um die wahre Dichte und Oxidationsbeständigkeit des kalzinierten Kokses zu verbessern und das Risiko der Verschlackung zu verringern.

Optimierung des Betriebs von Kalzinierungsanlagen:

• Niedriger Materialstand einhalten: In Topföfen sollte ein niedriger Materialstand eingehalten werden, damit der zugegebene Petrolkoks schnell flüchtige Bestandteile abgeben kann. Dadurch wird seine Verweilzeit im Ofen verkürzt und die Wahrscheinlichkeit der Verschlackung verringert.
• Unterdruck erhöhen: Ein hoher Unterdruck wird aufrechterhalten, um das reibungslose Ausstoßen flüchtiger Stoffe zu erleichtern und deren Ansammlung im Inneren des Ofens zu verhindern.
• Regelmäßige Reinigung der Auslässe für flüchtige Stoffe: Reinigen Sie die Auslässe und Sammelkanäle für flüchtige Stoffe regelmäßig, um Verstopfungen vorzubeugen und einen ungehinderten Abtransport der flüchtigen Stoffe zu gewährleisten.

Anpassung der Rohstoffverhältnisse:

• Gemischte Kalzinierung: Um den Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen zu reduzieren, wird hochflüchtigem Petrolkoks niedrigflüchtiger oder kalzinierter Koks beigemischt. Achten Sie auf genaue Mischungsverhältnisse und eine gleichmäßige Durchmischung, um lokal erhöhte Gehalte an flüchtigen Bestandteilen zu vermeiden.
• Kontrolle der Rohmaterialpartikelgröße: Übergroße Materialien und metallische Verunreinigungen werden entfernt, um den anorganischen Anteil zu reduzieren und die Schlackenbildung zu minimieren.

Verbesserung der Prozessparameter:

• Richtige Sauerstoffkontrolle: Ein angemessener Sauerstoffgehalt ist wichtig, um reduzierende Atmosphären zu vermeiden, die den Schmelzpunkt der Asche senken. Beispielsweise sinkt der Schmelzpunkt der Asche um 100–150 °C, wenn der Sauerstoffgehalt unter 5 % liegt, wodurch die Gefahr der Verschlackung steigt.
• Optimieren Sie die Luftverteilung: Passen Sie das Luftverteilungsverhältnis entsprechend der Kalzinierungsstufe an, um eine vollständige Verbrennung der flüchtigen Bestandteile zu gewährleisten und die Entstehung von Ruß und unverbrannten Partikeln zu reduzieren.

Geräteänderung und -wartung:

• Kalzinierungsanlagen modifizieren: Für hochflüchtigen Petrolkoks sollten Drehrohröfen oder Topföfen speziell modifiziert werden, beispielsweise durch Hinzufügen von Kanälen zum Abführen flüchtiger Bestandteile und Optimierung der internen Luftstromverteilung, um den Kalzinierungsanforderungen hochflüchtiger Materialien gerecht zu werden.
• Regelmäßige Geräteinspektionen: Gewährleisten Sie den ordnungsgemäßen Betrieb der Geräte, um lokale Überhitzung oder unzureichende Luftzirkulation, die zu Schlackenbildung führen können, zu vermeiden. Überprüfen Sie beispielsweise Brenner und Feuerkanäle und entfernen Sie angesammelte Asche und Schlacke umgehend.