罐式煅烧炉煅烧石油焦的棚料”的原因及危害和预防

一、石油焦煅烧生产中产生“棚料”的原因

1、原料原因

不同的石油焦品种，其碳氢化合物含量与结构的不同。当石油焦含较高挥发分且料罐内部物料颗粒结构又不利于挥发分逸出时，小分子的挥发物在煅烧过程中继续聚合，增强石油焦颗粒的强度和尺寸，导致石油焦易于粘结而造成棚料。

2、设备原因

煅烧生产时，由于排料设备故障未能没能及时处理，石油焦在料罐长时间不动，在料罐内的长时间高温和压力等条件作用下，石油焦颗粒的烧结粘连程度加强而导致棚料。

3、工艺操作原因

煅烧生产时，在清理料罐后加入生焦过多，使得料罐底部的石油焦所受到的压力增大，烧结粘连程度和结拱强度升高而引起棚料。同时料罐、大道、溢出口、横道等部位未按照清理周期定期清理也易造成棚料。

二、“棚料”的危害

“棚料”在罐式炉煅烧石油焦过程中比较常见，这种现象对石油焦煅烧和煅烧炉本身都存在较大危害。

1、“下火放炮”现象

“棚料”的根本原因是结拱。当结拱因为压力或不当工艺处理而破裂塌落，将使得结拱下部含挥发分的高温气体急剧压缩而产出爆炸，产生向下的冲击波，破坏煅烧炉下部结构，这种情况就是“下火放炮”。“下火放炮”会造成罐内红料喷出、撕裂炉底连接件、底板和砌筑结构等危害。

2、上层结构中的爆炸破坏与“下火放炮”相对应的是棚料塌落引起的料罐内爆炸，形成向上的冲击波，冲击波延料罐、溢出口、挥发分大道到达炉面砂封或封口砌体砖。这种情况下易出现煅烧炉大道封口砌体砖或者砂封飞起，对炉面操作人员造成很大威胁。

三、棚料的预防

1、设计结构上的预防

合理设置料罐结构，对于石油焦这类形状不规则的颗粒，煅烧石油焦颗粒由于煅后气孔丰富，常见的10～20ram颗粒D=20～50mm，S=85～210ram。因此料罐宽度应在保证煅烧效果的前提下适当增宽，考虑到结拱的情况，不应小于420ram;底部冷却装置应设置为“扩张一收敛”结构，提高料仓横截面积F而降低石油焦颗粒所受压力(见图1)。

图1“扩张一收敛”结构的煅烧炉排料装置

2、原料的预防

首先控制煅前料挥发份，根据石油焦特性制定科学稳定的配方，采用挥发分含量高的石油焦与低挥发分原料混合使用，使煅前料挥发分含量稳定在8.5-11.5%之间;其次要严格控制原料中水分的含量及物料中粉料的含量。这样来降低石油焦颗粒的烧结粘连程度，减少压缩拱的形成。另外，保证煅前料粒度的均匀性，防止楔性拱的形成。

3、工艺制度、安全制度的有效执行应严格执行

煅烧工艺制度和安全制度，防止料罐内的石油焦出现高温过烧、长时间静置、下料过快等易造成“棚料”的工艺状态。尽可能连续排料，使物料在料罐内连续流动。加料须按时、按量，方可减少棚料现象的发生。同时做好安全保护措施，对操作人员加强劳动保护和工作监护等，防止“棚料”造成的危害伤及人员。

四、“棚料”的处理

1、“棚料”的征兆检查和先期排除

(1)煅烧炉如发生下料不顺、轻微下火放炮、炉底有臭味等现象，是棚料的征兆，应及时检查，判明原因。

(2)观察料面出现以下现象即为“棚料”征兆：

①料面有一定深度且平整;

②料面不平整，一边高一边低;

⑧料面较高，结焦很实，用管扎不动;

④料面较高且相对平整，排料设备正常但排料时不下料。

2、已形成棚料的处理

已形成的棚料，处理时存在一定的风险性，必须十分谨慎小心。处理人员穿戴好劳保防护用品，将非必要设备停机断电，降低煅烧炉炉温，准备好消防器材用具，在相关协助人员的监护下用特制工具将结拱逐渐缓慢的破坏，恢复石油焦在料罐内的流动性。

由于煅烧石油焦挥发分排出不畅、炉子本身设计问题及工艺操作等原因导致石油焦在罐式煅烧炉中出现在料罐内结拱的现象。通过罐式煅烧炉设计结构的优化、原料本身的控制、日常工艺操作的改善，以期减少了棚料现象的发生。对于已存在的棚料，根据“棚料”产生的机理采取相应的处理方式来降低对炉体、设备和人员的损害。