Технология хлорирования
|
Заводская практика показала, что перерывы в электрическом подогреве печей недопустимы, так как случается, что электрод после временного отключения не удается включить из-за нарушения контакта с насадкой. В случае перегрева электроды переключают на низшее напряжение. Хлористый магний выпускают из печи так часто, чтобы избежать повышения его уровня до фурм. Количество расплава в печи косвенно определяют по электрической нагрузке на нижние электроды. Нормально шахтная печь выдает в сутки 2,2 т хлористого магния с 1 м2 сечения, или при диаметре 3 м — 15 т. На печах меньшего диаметра удавалось получить 2,3—2,4 т расплава в сутки с 1 м2 сечения печи. При принятой конструкции электрического нагрева значительное увеличение диаметра печи ограничено, так как при этом затрудняется прогрев насадки и ухудшаются показатели хлорирования. С увеличением диаметра возрастает общая производительность печи, уменьшаются капитальные затраты и расход электроэнергии, повышается производительность труда. По-видимому, целесообразно увеличение диаметра печей до 3,5—4 м. На угольной насадке накапливается остаток, состоящий в основном из кремнезема и окиси магния. Поднимаясь, он сдвигает реакционную зону вверх так, что возникает опасность проскока хлора с отходящими газами. Появление свободного хлора в отходящих газах при отсутствии видимых нарушений технологии указывает на необходимость остановки печи для очистки от шлака. Продолжительность кампании печи между чистками зависит от высоты печи и главным образом от состава применяемой шихты. При шихте типа цемента Сореля с недостаточно активной окисью магния кампания печи продолжается 50—60 суток. При более чистой и активной шихте этот срок может быть удлинен в несколько раз. При хлорировании оксихлоридной шихты, содержащей окись магния, осажденную доломитом из раствора MgCl2, получают шлак примерно следующего состава; 25—35% SiO2, 20—35% MgO, 20—35% MgCl2, 2—3% Al2O3, 1% NaCl и 1% KCl. Как видно, шлак состоит в основном из SiO2 и малоактивной окиси магния, которые пропитаны расплавом MgCl2 и других хлористых солей. Для удаления шлаков печь приходится останавливать. Необходимость остановки печи определяют по следующим признакам; 1) возрастанию давления в печи при постоянном количестве подаваемого хлора; 2) повышению температуры отходящих газов и появлению в них хлора; 3) снижению силы тока на электродах при постоянном напряжении. Неполадки при хлорировании Для нормального хлорирования необходимы следующие условия; 1) постоянство отношения основных компонентов (MgO, MgCl2 и углерода) в шихте; 2) постоянство активности MgO восстановителя; 3) равномерность поступления в печь хлора и постоянство его состава; 4) равномерный прогрев угольной насадки и постоянство ее температуры. Несоблюдение этих условий приводит к заплавлению печи или загоранию шихты. Заплавление печи происходит в результате образования в реакционной зоне и в угольной насадке вязкой массы, богатой окисью магния. Эта масса заполняет весь свободный объем двух нижних зон печи, что препятствует прохождению хлора через печь и резко повышает давление в печи. Заплавление происходит если: 1) шихта теряет кусковую форму при малой степени ее хлорирования вследствие недостаточной механической прочности или легкоплавкости; 2) в шихте недостает углерода и в печи накапливается непрохлорированная окись магния; 3) окись магния малоактивна, не хлорируется и постепенно накапливается на угольной насадке; 4) резко увеличена подача хлора; 5) плохо подготовлена шихта для хлорирования, что приводит к значительному генерированию хлористого водорода, выгоранию углерода, быстрому прогреву шихты и заплавлению печи. Если признаки заплавления обнаружены своевременно, удается выровнять печь на ходу. Для этого сильно разогревают насадку, переключив верхние электроды на высшее напряжение. Одновременно печь тщательно прошуровывают и временно прекращают загрузку свежей шихты. Если нормальную работу не удается наладить, печь останавливают на чистку. Длительная работа заплавленной печи недопустима, так как это затрудняет ее очистку. Горение шихты. В некоторых случаях вся шихта в печи горит. Даже на поверхности она нагревается до 600—700°. При этом, еще не дойдя до реакционной зоны, шихта частично или полностью теряет содержащийся в ней углерод и ее механическая-прочность резко снижается, взаимодействие хлора с шихтой ухудшается и хлор появляется в отходящих газах. Горение шихты вызывается распространением реакционной зоны по высоте и неравномерным распределением в печи хлора. Реакционная зона поднимается вверх главным образом вследствие непостоянства состава и активности шихты, неравномерного размола восстановителя и плохого смешения. Хлор распределяется неравномерно по сечению печи при за-плавлении отдельных фурм и при неравномерном сопротивлении угольной насадки вследствие неодинакового прогрева, а также из-за недостаточной механической прочности шихты, что приводит к закупорке отдельных зон печи мелочью. Печь начинает работать не всем сечением, а лишь на отдельных участках. Через шихту, по всей ее высоте, проходят раскаленные каналы, которые вызывают местные очаги горения. В результате такого хода печи температура отходящих газов повышается и шихта загорается в подготовительной зоне, что приводит к выгоранию углерода до ее поступления в зону хлорирования. Чтобы прекратить горение шихты, следует уменьшить нагрев верхними электродами, переключив их на меньшее напряжение, и убавить подачу хлора, снизив этим температуру печи. Очаги горения шихты рекомендуется засыпать твердыми хлористыми солями, карналлитом или отработанным электролитом, плавление которых охладит шихту, а жидкий расплав погасит пламя. Одновременно следует тщательно проверить шихту, и если она неудовлетворительна, прекратить ее загрузку. |
