Il coke di petrolio ad alto contenuto di sostanze volatili è soggetto a "crepature" o "formazione di scorie" durante la calcinazione.

Analisi del meccanismo:

Fenomeno di esplosione (scoppio):

• Rapida fuoriuscita di sostanze volatili: Quando il contenuto di sostanze volatili nel coke di petrolio è elevato, con l'aumento della temperatura durante la fase iniziale di calcinazione, le sostanze volatili fuoriescono rapidamente. Se la velocità di fuoriuscita è eccessiva, si genera una notevole pressione di vapore all'interno delle particelle di coke di petrolio, che può provocarne lo scoppio.
• Controllo inadeguato della temperatura: la massima quantità di materia volatile fuoriesce a temperature di calcinazione comprese tra 600 e 700 °C. Se la temperatura aumenta troppo rapidamente durante questa fase, la materia volatile fuoriesce violentemente, aggravando il fenomeno di scoppio.

Fenomeno di formazione di scorie:

• Combustione incompleta della materia volatile: Durante la calcinazione del coke di petrolio ad alto contenuto di sostanze volatili, la combustione incompleta di queste ultime produce una grande quantità di nerofumo e particolato incombusto.
• Fusione delle ceneri: le ceneri del coke di petrolio fondono ad alte temperature e si combinano con il particolato incombusto formando miscele eutettiche a basso punto di fusione che aderiscono alle pareti del forno o alle apparecchiature, provocando la formazione di scorie.
• Temperatura eccessiva: quando la temperatura di calcinazione supera la temperatura di rammollimento delle ceneri, queste si fondono e aderiscono, formando scorie.

Misure preventive:

Controllo della temperatura di calcinazione e della velocità di riscaldamento:

• Riscaldamento segmentato: durante la fase iniziale di calcinazione, adottare una velocità di riscaldamento inferiore per consentire alle sostanze volatili di fuoriuscire lentamente, evitando un'eccessiva pressione interna del vapore. Ad esempio, un riscaldamento lento prima dei 900 °C può migliorare la resa effettiva.
• Controllo della temperatura nella fase ad alta temperatura: alle alte temperature (ad esempio, 1240–1300 °C), ridurre opportunamente la velocità di riscaldamento per contribuire a migliorare la densità reale e la resistenza all'ossidazione del coke calcinato, riducendo il rischio di formazione di scorie.

Ottimizzazione del funzionamento delle apparecchiature di calcinazione:

• Mantenere un basso livello di materiale: nei forni a crogiolo, mantenere un basso livello di materiale per consentire al coke di petrolio aggiunto di espellere rapidamente le sostanze volatili, riducendo il tempo di permanenza nel forno e diminuendo la probabilità di formazione di scorie.
• Aumento della pressione negativa: Mantenere un'elevata pressione negativa per facilitare l'espulsione regolare delle sostanze volatili e prevenirne l'accumulo all'interno del forno.
• Pulizia regolare degli scarichi di sostanze volatili: pulire frequentemente gli scarichi e i canali di raccolta delle sostanze volatili per prevenire ostruzioni e garantire l'espulsione senza impedimenti delle stesse.

Aggiustamento dei rapporti delle materie prime:

• Calcinazione mista: aggiungere coke di petrolio a basso contenuto di sostanze volatili o coke calcinato al coke di petrolio ad alto contenuto di sostanze volatili per ridurre il contenuto complessivo di sostanze volatili. Assicurarsi di rispettare le proporzioni corrette e di miscelare uniformemente per evitare concentrazioni localizzate di sostanze volatili elevate.
• Controllo della granulometria della materia prima: rimuovere i materiali di dimensioni eccessive e le impurità metalliche per ridurre il contenuto inorganico e minimizzare le fonti di scorie.

Miglioramento dei parametri di processo:

• Controllo adeguato del contenuto di ossigeno: mantenere un contenuto di ossigeno appropriato per evitare atmosfere riducenti che abbassano il punto di fusione delle ceneri. Ad esempio, quando il contenuto di ossigeno è inferiore al 5%, il punto di fusione delle ceneri diminuisce di 100-150 °C, aumentando il rischio di formazione di scorie.
• Ottimizzazione della distribuzione dell'aria: regolare il rapporto di distribuzione dell'aria in base alla fase di calcinazione per garantire la combustione completa della materia volatile e ridurre la produzione di nerofumo e particolato incombusto.

Modifica e manutenzione delle attrezzature:

• Modifica delle apparecchiature di calcinazione: per il coke di petrolio ad alto contenuto di sostanze volatili, modificare in modo specifico i forni rotanti o i forni a crogiolo, ad esempio aggiungendo canali di scarico per le sostanze volatili e ottimizzando la distribuzione del flusso d'aria interno, per adattarli ai requisiti di calcinazione dei materiali ad alto contenuto di sostanze volatili.
• Ispezioni periodiche delle apparecchiature: Assicuratevi del normale funzionamento delle apparecchiature per prevenire surriscaldamenti localizzati o un flusso d'aria insufficiente che possono causare la formazione di scorie. Ad esempio, ispezionate i bruciatori e i canali di combustione e pulite tempestivamente le ceneri e le scorie accumulate.