硫分对罐式煅烧炉的影响

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1、硫分对罐式煅烧炉的影响孙传杰芦健林军兰州铝业股份有限公司甘肃兰州730089摘要本文以兰州铝业股份有限公司罐式煅烧炉为研究对象，通过化学分析的方法，确认石油焦中的硫分对罐式煅烧炉存在侵蚀现象，在生产中应采取相应对策，达到延长罐式煅烧炉使用寿命的目的．关键词硫分罐式煅烧炉影响前言罐式煅烧炉作为炭素生产主要煅烧设备之一，具有一次性投资大(约250万元)，使用周期长，炭质烧损低(8％)的特点。罐式煅烧炉的设计使用寿命以8年为期限，为了减少一次资金投入，如何延长其使用寿命，一直是国内同行业不断探索的问题。兰州铝业股份有限公

2、司曾在1998年首创了不停炉更换罐式煅烧炉水套的新方法，成功地进行了推广运用，开拓了延长罐式煅烧炉使用寿命的新途径。目前国内同行业主要通过加强对罐式煅烧炉炉体维护、工艺技术参数严格控制等方面进行探索，很少谈及石油焦中有害成分对炉体的影响。本文将着重通过化学分析的方法，确定有害成分硫对煅烧设备中硅砖的影响，以期引起同行业对进厂石油焦质量的重视，最大可能地避免原料中有害成分硫对罐式煅烧炉硅砖的侵蚀，达到延长炉体使用寿命的目的。1问题提出2001年5月初，兰州铝业股份有限公司炭素厂生产工艺过程出现异常，具体体现在利用两台

3、罐式煅烧炉烟气余热加热的导热油锅炉，在进口烟气温度达到850"C，且烟气量符合工艺技术条件的状况下，导热油油温不能达到阳极生产的工艺要求：导热油炉热交换能力低，油炉出口烟气温度在400。C左右，大大高于250℃的限定温度。经检查发现，导热油锅炉排管上附着有较厚的白色絮状物质；同时也发现罐式煅烧炉火道硅砖表面附着白色物质，火道硅砖砖缝灰浆剥落现象较为普遍，炉体火道窜火；在罐式煅烧炉清炉过程中，也发现灰渣中含有白色固体物质。1652实验2．1白色不明物质的鉴定将白色物质分别用水溶、酸溶(各种不同浓度的酸、包括王水)、碱

4、溶、酸溶融、碱溶融，该白色物质溶于30％氢氟酸、30％氢氧化钠并呈胶体状；向溶解后的溶液中加入钼酸钠，溶液呈黄色：加入还原剂，溶液立即变成蓝色；用排除法和特征鉴定法最后定性为SiOz。随后用重量法和挥散法进行定量分析，确定该白色物质为Si02，其含量约为89．09％。经与兰州大学进行试样校对，最终确定该物质主要成分为SiOz。2．2含硫石油焦及含硫石油焦与硅砖反应试验2．2．1试验设备(a)WCK焙烧炉(室温-1200"C)(b)SX2-6-13高温炉(室温一1300℃)(c)F97研磨机(d)kSDL一3000自

5、动定硫仪(e)AGl04梅特勒分析天平(f)751分光光度计2．2．2试验步骤及现象实验l称含硫2％的石油焦lOOg于瓷皿中，瓷皿上方盖一铁片，将瓷皿放入高温炉中(1100℃)灼烧4h，铁片中未见任何物质产生。实验2称含硫2(16的石油焦309放在被切成厚5mm的硅砖上，并置于高温炉(1000"C)中灼烧4h，烧后去掉石油焦，硅砖上有被侵蚀的痕迹产生。实验3将耐火硅砖磨成细粉，称该粉lOg，含硫2％的石油焦509，充分混合，放于瓷坩埚中，坩埚上方倒置一分液漏斗，将瓷坩埚置于电炉上灼烧，灼烧中在漏斗壁四周有微量黑色物

6、质产生。3S+Si02--SIS2+S02f实验4称上述耐火硅砖粉lOg，含硫2％的石油焦509，喷入约159的水(相当于石油焦含水23％左右)，充分混匀，其它试验步骤同实验3，发现漏斗壁四周黑色物质生成比实验3迅速。实验5将耐火硅砖磨成细粉，称该细粉ikg，称含硫0．6％的石油焦lOkg，充分混匀，置于不锈钢坩埚中，坩埚上方罩一锥形铁皮罩，罩的上方带盖，将此装置放于焙烧炉中升温加热至1000"(2，灼烧14h，在锥形罩盖上，有黑色絮状物质产生，但黑色物质与所用原料(硅砖和石油焦)的比值显著偏低。将黑色物质放于瓷坩

7、埚中灼烧，黑色物逐渐变白，该物质加入氢氟酸即溶解。SiS2+302一Si02+2S02f实验6同实验5，只是将含硫0．6％的石油焦lOkg，改为含硫1．2％的石油焦lOkg，其它步骤同实验5，实验现象：此时产生的黑色物质多于实验5，其它现象同实验5。实验7同实验5，只是不加耐火硅砖细粉，实验现象：此时锥形罩盖上无任何物质产生。上述实验表明，石油焦中的硫分和硅砖中SiO：在高温下，硫与Si02反应生成SiS：，并产生有刺激性气体S(h：反应生成的SiS：在1090"(2升华，经降温形成絮状物，经空气氧化形成大量的白色

8、絮状物固体Si(h。因此硫对硅砖存在较严重的侵蚀作用。从实验现象分析，当硫含量大于1．2％时，对硅砖的侵蚀作用较为明显，硫含量越大，对硅砖侵蚀作用越明显。3进厂石油焦分析3．1石油焦质量指标(见表1)表1石油焦指标参数质量指标试验方法项目一级品合格品IAIB2A2B3A3B硫含量，％不大于0．5O．5O．81．01．52．03．OSH／T387挥发分，％不大