فحم الكوك البترولي عالي التطاير عرضة للتشقق أو التكتل أثناء التكليس.

تحليل الآلية:

ظاهرة الانفجار (التمزق):

• هروب سريع للمواد المتطايرة: عندما يكون محتوى المواد المتطايرة في فحم الكوك البترولي مرتفعًا، ومع ارتفاع درجة الحرارة خلال المرحلة الأولى من التكليس، تتسرب هذه المواد بسرعة. وإذا كان معدل التسرب سريعًا جدًا، يتراكم ضغط بخار كبير داخل جزيئات فحم الكوك البترولي، مما يؤدي إلى انفجارها.
• عدم التحكم السليم في درجة الحرارة: تتسرب أكبر كمية من المواد المتطايرة عند درجات حرارة التكليس التي تتراوح بين 600 و700 درجة مئوية. إذا ارتفعت درجة الحرارة بسرعة كبيرة خلال هذه المرحلة، فإن المواد المتطايرة تتسرب بعنف، مما يزيد من حدة ظاهرة الانفجار.

ظاهرة التشهير:

• الاحتراق غير الكامل للمواد المتطايرة: أثناء تكليس فحم الكوك البترولي عالي التطاير، ينتج عن الاحتراق غير الكامل للمواد المتطايرة كمية كبيرة من الكربون الأسود والمواد الجسيمية غير المحترقة.
• انصهار الرماد: ينصهر الرماد الموجود في فحم الكوك البترولي عند درجات حرارة عالية ويتحد مع المواد الجسيمية غير المحترقة لتشكيل مخاليط يوتكتيكية منخفضة درجة الانصهار تلتصق بجدران الفرن أو المعدات، مما يؤدي إلى تراكم الخبث.
• درجة الحرارة المفرطة: عندما تتجاوز درجة حرارة التكليس درجة حرارة تليين الرماد، ينصهر الرماد ويلتصق، مكونًا الخبث.

التدابير الوقائية:

التحكم في درجة حرارة التكليس ومعدل التسخين:

• التسخين التدريجي: خلال المرحلة الأولى من التكليس، يُنصح باستخدام معدل تسخين منخفض للسماح للمواد المتطايرة بالخروج ببطء، وتجنب زيادة ضغط البخار الداخلي. على سبيل المثال، يمكن للتسخين البطيء قبل الوصول إلى 900 درجة مئوية أن يحسن من الإنتاجية الفعلية.
• التحكم في درجة حرارة المرحلة ذات درجة الحرارة العالية: عند درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال، 1240-1300 درجة مئوية)، قم بتقليل معدل التسخين بشكل مناسب للمساعدة في تحسين الكثافة الحقيقية ومقاومة الأكسدة لفحم الكوك المكلس، مما يقلل من خطر التكتل.

تحسين تشغيل معدات التكليس:

• الحفاظ على مستوى منخفض من المواد: في أفران الصهر، يجب الحفاظ على مستوى منخفض من المواد للسماح لفحم الكوك البترولي المضاف بطرد المواد المتطايرة بسرعة، مما يقلل من وقت بقائه في الفرن ويقلل من احتمالية حدوث الخبث.
• زيادة الضغط السلبي: الحفاظ على ضغط سلبي مرتفع لتسهيل طرد المواد المتطايرة بسلاسة ومنع تراكمها داخل الفرن.
• تنظيف منافذ المواد المتطايرة بانتظام: نظف منافذ المواد المتطايرة وقنوات التجميع بشكل متكرر لمنع الانسدادات وضمان طرد المواد المتطايرة دون عوائق.

تعديل نسب المواد الخام:

• التكليس المختلط: أضف فحم الكوك البترولي منخفض التطاير أو فحم الكوك المكلس إلى فحم الكوك البترولي عالي التطاير لتقليل المحتوى الإجمالي للمواد المتطايرة. تأكد من دقة النسب وتجانس الخلط لتجنب ارتفاع نسبة المواد المتطايرة في مناطق محددة.
• التحكم في حجم جزيئات المواد الخام: إزالة المواد كبيرة الحجم والشوائب المعدنية لتقليل المحتوى غير العضوي وتقليل مصادر الخبث.

تحسين معايير العملية:

• التحكم الأمثل في نسبة الأكسجين: يجب الحفاظ على نسبة أكسجين مناسبة لتجنب الأجواء المختزلة التي تخفض درجة انصهار الرماد. على سبيل المثال، عندما تقل نسبة الأكسجين عن 5%، تنخفض درجة انصهار الرماد بمقدار 100-150 درجة مئوية، مما يزيد من خطر تكوّن الخبث.
• تحسين توزيع الهواء: اضبط نسبة توزيع الهواء وفقًا لمرحلة التكليس لضمان الاحتراق الكامل للمواد المتطايرة وتقليل توليد الكربون الأسود والمواد الجسيمية غير المحترقة.

تعديل وصيانة المعدات:

• تعديل معدات التكليس: بالنسبة لفحم الكوك البترولي عالي التطاير، يتم تعديل الأفران الدوارة أو أفران الأفران بشكل خاص، مثل إضافة قنوات تصريف المواد المتطايرة وتحسين توزيع تدفق الهواء الداخلي، للتكيف مع متطلبات تكليس المواد عالية التطاير.
• عمليات فحص المعدات الدورية: تأكد من التشغيل السليم للمعدات لمنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعي أو ضعف تدفق الهواء الذي قد يؤدي إلى تراكم الخبث. على سبيل المثال، افحص الشعلات وقنوات النار ونظف الرماد والخبث المتراكم على الفور.