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炭材挥发分对电石炉氢含量的影响
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摘要：在电石生产过程中，大多企业都在关注炭材挥发份对电耗的影响及靠近反应区形成半融粘结状，使反应区的物料下落困难，容易引起喷料现象。但很少有人去关注挥发分对炉内氢含量的影响，通过入炉挥发分数据分析和挥发分理论论证，炭材挥发分对炉内氢含量的变化是成正比的。
关键词：挥发分氢含量电石炉分析水分
前言
新疆中泰矿冶有限公司电石厂9#-20#台电石炉生产电石，依据中泰矿冶有限公司《质量检测中心操作规程》中入炉炭材分析水分、挥发分对炉内氢含量的变化，从中查找出炭材挥发分对电石炉氢含量的影响，通过实验数据分析寻找炭材挥发分对电石炉氢含量的影响。
1炭材挥发分及氢含量对电石炉影响分析
1.1氢含量对电石炉的影响
电石炉氢含量持续增高，会造成石灰粉末化，影响炉料透气性结壳，抑制了反应向正方向进行，最终喷料，引起安全事故。
1.2炭材挥发分对电石炉的影响
挥发分若增加1%,则生产一吨电石需要多耗电2.3-2.5度电[1],另外,挥发分靠近反应区,形成半融粘结状,使反应区的物料下落困难,容易引起棚料现象,使热损失増加。且碳素原料挥发分中,一般含有20-30%的氧,它在电石炉内要与温度极高的烧结电极反应,使电极消耗増加[2]。而且挥发分超标会造成烘干,输送,料仓储存过程着火,对安全生产造成较大危险,还会造成碳材质量下降,导致配比不准,影响炉况稳定和电石品质。
2入炉水分、分水、挥发分数据分析和炉内氢含量比对
以12台电石作为数据分析收集整体，每天收集统计入炉分析水分、挥发分，及取样完4小时后所有电石炉氢含量的平均值，对所收集统计数据进行分析：
2.1入炉分析水分分析数据与氢含量曲线
日期
分析水分%
氢含量%
2018.05.27
0.7
8
2018.05.29
0.6
8
2018.05.30
0.4
7
2018.05.31
0.8
8
2018.06.01
0.6
8
2018.06.03
0.9
9
2018.06.04
1.0
10
2018.06.06
0.7
8
2018.06.07
0.5
8
2018.06.08
0.5
8
2018.06.09
0.5
8
2018.06.11
0.6
9
2018.06.12
0.9
9
2018.06.14
0.6
9
2018.06.15
0.5
8
2018.06.16
0.7
9
表1入炉全水分、氢含量分析数据
图1入炉全水分析数据与氢含量曲线
2.2入炉挥发分分析数据与氢含量曲线
日期
挥发分%
氢含量%
2018.05.27
3.3
8
2018.05.29
3.0
8
2018.05.30
2.5
7
2018.05.31
3.3
8
2018.06.01
2.4
8
2018.06.03
3.3
9
2018.06.04
4.0
10
2018.06.06
2.9
8
2018.06.07
2.8
8
2018.06.08
3.6
8
2018.06.09
2.0
8
2018.06.11
2.8
9
2018.06.12
2.7
9
2018.06.14
3.2
9
2018.06.15
2.3
8
2018.06.16
2.9
9
表2入炉挥发分、氢含量分析数据
图2入炉挥发分分析数据与氢含量曲线
从图1、图2曲线对比中，可以明显看出除入炉全水对电石炉氢含量有明显影响外，挥发分对电石炉内氢含量的影响是很明显的，随着挥发分增高炉内氢含量随之增高，挥发分降低炉内氢含量也降低。
3.入炉挥发分主要成分分析
炭材挥发分主要成分是甲烷和焦油，而焦油是一种黑色粘稠液体，比水稍重，它是由许多有机化合物组成，主要成分是萘和苯酚及其同系物。
3.1甲烷的化学式：CH4
（1）甲烷最基本的氧化反应就是燃烧：
CH4+2O2→CO2+2H2O...........................（1）
而与炭反应；
C+HO-----CO+H2-39.8千卡.....................（2）
（2）甲烷在隔绝空气并加热至1000℃的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气
CH4=（1000℃）=C+2H2..........................（3）
从以（1）（2）（3）反应公式可以看出，炭材挥发分在炉内反应最终会形成H和C。
4.结论
通过入炉挥发分对氢含量数据分析对比和炭材挥发分主要成分研究，可以确定炭材挥发分含量变化和电石炉氢含量变化成正比，挥发分含量增加炉内氢含量随着增加，挥发分含量减小炉内氢含量随着减少，这样可以成为氢含量偏高炉内有无漏水的依据。
参考文献：
《电石
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