【正文】 17 電極糊物理特征及電阻和溫度的關系： 溫度，℃ 電阻率， Ω 電極焙燒的熱源 （ 1）電阻熱 Q＝ （ 2）傳導熱 （ 3）輻射熱和氣相傳導熱（密閉爐幾乎沒有）。 （ 4）高溫下有足夠的 機械強度。 （ 2）熔點高。 60＝ 724152kcal 折合電能 724152/860＝ 842kWh 如果小時電石產(chǎn)量為 噸，則每噸電石要多損失電能 153kWh/t。 按上式計算： ???????? ??????????????44＝明弧Q ＝ 965536kcal/m2 同時由于明弧操作時料面溫度大幅度升高，造成輻射熱損失大幅增加。實際測定在電石爐正常生產(chǎn)時有 5%～ 7%左右的石灰分解，而在明弧操作時遠遠高于這個數(shù)值。明弧操作的危害非常大，不僅破壞料層結構，打亂反應過程，降低產(chǎn)品質(zhì)量，而且還損失大量的熱能。 提高功率因數(shù)的關鍵在于控制操作電阻，而操作電阻控制的關鍵在于控制爐料電阻，提高爐料電阻的方法有：爐料的粒度小一些 、選用比電阻較大的炭材、適當控制料面溫度、定期清除硬塊。 、 自然功率因數(shù)對電耗的影響 電石爐的有功功率 P＝√ 3UIcosφ 式中： P――有功功率 kW； U――電爐變壓器二次電壓 V； I――二次電流 A； Cosφ――功率因數(shù) ?cos3UPI ? 當 P＝ 19500kW U=180V 條件 cosφ = 時， I1＝ 19500/ 180 ＝ 84868A cosφ = 時， I2＝ 19500/ 180 ＝ 72185A 即在同樣的功率下運行，功率因數(shù)越低，需要的電極電流越大。 、 電石發(fā)氣量對電耗的影響 15 電石發(fā)氣量高，其熔點高，溫度必然就高，所以其熱損失也大，相應的電耗就越高。 、 炭材中灰份對電石電耗的影響 炭材灰份中主要有氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂、氧化硅等，它們都與碳素進行反應，同時吸收熱量，據(jù)資料，每公斤氧化物還原需耗熱 折電 度，如按焦耗 625 公斤計算，炭材中灰份每 1%，影響電石電耗 625 1% ＝ 度。所以還是造成了電能的浪費。故功率提高 500 千瓦，合計降低電石電耗為 度，在實際生產(chǎn)中為 50 度 /噸電石左右。一方面由于功率因數(shù)提高，另一方面最主要的由于每小時冷卻水帶出熱、爐體及料面熱損失卻不明顯增加，而時產(chǎn)量提高，因此分配到每噸電石的單位電耗則相應降低。可以看出承 受著爐料配比下降，爐料比電阻明顯上升。而 X＝ 70%，ρ＝ X 越大，則ρ越小，如配比為 90%，ρ＝ 接本結 ρ＝ρρ ?)pc(b本結 ra＝ρρ?? 14 單一粒度 粒度 (mm) 0～ 3 3～ 10 10～ 15 15～ 20 20～ 25 電阻 (Ω ) 18 10 5 混合粒度 粒度 (mm) 0～ 3 3～ 10 10～ 15 15～ 20 20～ 25 電阻 (Ω ) ％ 10 70 15 5 ％ 25 63 10 2 ％ 5 40 35 15 5 爐料配比與爐料電阻的影響 ?＝? 式中：ρ――混合料的比電阻，Ω 對于不等徑焦炭的粒度分布的影響，通常焦炭的密堆程度越大，則其接觸電阻越小。而粒徑的大小、幾何形狀、粒度分布和焦層上壓力的變化，則會改變堆層粒狀焦炭的接觸電阻。 這樣，影響粒狀焦炭結構電阻的諸多因素就可以分別由焦炭的本征電阻和接觸電阻所表現(xiàn)出來。但粒度過小，則透氣性差，容易使爐料結塊，電爐操作反而不利。 碳材粒度的不同，其電阻相差很大。如按電石石灰耗 900kg/t 計算，石灰風化 1%，則影響電石電耗 900 1% ＝ kWh/t，影響焦耗約 900 1% ＝ 。棚料有兩種害處：一是降低爐料自由下落的速度，減少投料量，使電石爐減產(chǎn)；二是阻礙爐氣自由排出，增大爐內(nèi)壓力，最后發(fā)生噴料和塌料等現(xiàn)象 ，影響電石爐正常操作。 粉化石灰的影響 13 石灰在生產(chǎn)和貯存的過程中，吸入空氣和碳材中的水份而產(chǎn)生一部分氫氧化鈣，氫氧化鈣在電爐內(nèi)發(fā)生如下反應： Ca(OH)2=CaO+H2O－ 109kJ H2O+C=CO+H2－ 166kJ 在電石生產(chǎn)過程中，粉化石灰不但要多消耗電能和炭素原料，而且還要影響電石操作。 、 石灰生 過 燒對電耗及焦耗的影響 每公斤 CaCO3分解根據(jù)式 CaCO3=CaO+CO2－ 425 千卡 /公斤 CaCO3，其耗熱 425 千卡， 每公斤 CaCO3分解后生成 公斤，如有 75%與碳作用， CO2 ＋ C＝ 2CO－ 936 千卡 /公斤 CO2 44 12 56 則需耗熱 936＝ 309 千卡 而 CO2＋ CO 帶去熱量為（ ＋ ）（ 592－ 38）＝ 76 千卡 每公斤 CaCO3耗熱合計為 425＋ 309＋ 76＝ 810 千卡 折電耗 810/860＝ 度 如電石石灰耗為 900 公斤，則石灰中生燒每 1%，即影響電耗： 900 1% ＝ 度 同時每公斤 CaCO3分解后產(chǎn)生 CO2與碳反應，如焦炭固定碳含量為 83%，則使焦炭消耗增加： ＝ 公斤，按 900 公斤石灰耗，則生燒每 1%，焦耗增加 900 1% ＝ 公斤 另外生燒還會造成爐料配比不準，進而影響電石生產(chǎn)等問題。另外，揮發(fā)份靠近反應區(qū)，形成半融粘結狀，使反應區(qū)物料下落困難，容易引起噴料現(xiàn)象，使熱量損失 增加。 炭材中揮發(fā)份對電石電耗的影響 炭素材料中揮發(fā)份對電石生產(chǎn)的危害也是不容忽視的，實踐證明，揮發(fā)份在爐內(nèi)有 10%～15%被分解和碳化，使碳素材料的效率降低。 焦炭中水份對電耗及焦耗的影響 假設焦炭投爐時為 38℃，則每公斤水份由 38℃上升到 100℃需耗熱 62 千卡，而水由 100℃化為蒸汽需耗熱 539 千卡。所以在實際生產(chǎn)中，因焦炭灰分升高而造成電石電耗、焦耗的上升值會遠遠高于以上的計算。 焦炭中灰分含量的升高對電石電耗及焦耗具有綜合的影響。平均每公斤氧化鎂及氧化硅還原需要耗熱折電為 3kWh、耗焦為 。 依據(jù)氧化物的反應熱量平衡計算，平均每公斤氧化物還原需要耗熱折電 、耗焦。 磷和硫在爐內(nèi)分別與石灰中的氧化鈣反應生成磷化鈣和硫化鈣混在電石中。 氧化鋁在電石爐 內(nèi)不能全部還原成鋁，一部分混在電石里，降低了電石的質(zhì)量，而大部分成為粘度很大的爐渣，沉積于爐底，使爐底升高，嚴重時，爐眼位置上移，造成電爐操作條件惡化。 二氧化硅在電石爐中被焦炭還原成硅，一部分在爐內(nèi)生成碳化硅，沉積于爐底，造成爐底升高。 還有部分氧化鎂在熔融區(qū)與氮反應，生成的氮化鎂 (Mg3N2)，使電石發(fā)粘，造成出爐困難。實踐證明，石灰中氧化鎂含量每增加1%，則功率發(fā)氣量將下降 10～ 15L/kW 另一部鎂上升到爐料表面，與一氧化碳或空氣中的氧反應： Mg＋ 21 O2＝ MgO＋ 614