קוק נפט נדיף במיוחד נוטה ל"סדקים" או "סיגים" במהלך הקלצינציה.

ניתוח מנגנון:

תופעת פיצוץ (התפוצצות):

• שחרור מהיר של חומרים נדיפים: כאשר תכולת הנדיפות בקוק נפט גבוהה, ככל שהטמפרטורה עולה בשלב הראשוני של הקלצינציה, החומרים הנדיפים בורחים במהירות. אם קצב השחרור מהיר מדי, נוצר לחץ קיטור משמעותי בתוך חלקיקי קוק הנפט, מה שמוביל להתפוצצות.
• בקרת טמפרטורה לא נכונה: כמות החומר הנדיף המקסימלית משתחררת בטמפרטורות הקלצינציה שבין 600-700 מעלות צלזיוס. אם הטמפרטורה עולה מהר מדי בשלב זה, החומר הנדיף משתחרר באלימות, מה שמחמיר את תופעת ההתפוצצות.

תופעת הסיגים:

• בעירה לא שלמה של חומרים נדיפים: במהלך שריפה של קוק נפט נדיף במיוחד, בעירה לא שלמה של חומרים נדיפים מייצרת כמות גדולה של פחמן שחור וחומר חלקיקי שלא נשרף.
• התכת אפר: האפר בקוק נפט נמס בטמפרטורות גבוהות ומתאחד עם חומר חלקיקי שלא נשרף ליצירת תערובות אאוטקטיות בעלות נקודת התכה נמוכה הנצמדות לדפנות הכבשן או לציוד, מה שמוביל להיווצרות סיגים.
• טמפרטורה מוגזמת: כאשר טמפרטורת הקלצינציה עולה על טמפרטורת הריכוך של האפר, האפר נמס ונצמד, ויוצר סיגים.

אמצעי מניעה:

בקרת טמפרטורת הקלצינציה וקצב החימום:

• חימום מפולח: בשלב הראשוני של הקלצינציה, יש לאמץ קצב חימום נמוך יותר כדי לאפשר לחומרים הנדיפים להיפלט באיטיות, תוך הימנעות מלחץ קיטור פנימי מוגזם. לדוגמה, חימום איטי לפני 900 מעלות צלזיוס יכול לשפר את התפוקה בפועל.
• בקרת טמפרטורת שלב בטמפרטורה גבוהה: בטמפרטורות גבוהות (למשל, 1240-1300 מעלות צלזיוס), יש להפחית את קצב החימום כראוי כדי לשפר את הצפיפות האמיתית ואת עמידות החמצון של הקוק המבושל, ובכך להפחית את הסיכון להיווצרות סיגים.

אופטימיזציה של תפעול ציוד הקלצינציה:

• שמירה על רמת חומר נמוכה: בכבשנים רותחים, יש לשמור על רמת חומר נמוכה כדי לאפשר לקוק הנפט שנוסף לפלוט במהירות חומרים נדיפים, להפחית את זמן השהייה שלו בכבשן ולהפחית את הסבירות להיווצרות סיגים.
• הגברת לחץ שלילי: שמרו על לחץ שלילי גבוה כדי להקל על פליטה חלקה של חומרים נדיפים ולמנוע הצטברותם בתוך הכבשן.
• ניקוי קבוע של פתחי יציאת חומרים נדיפים: יש לנקות לעתים קרובות את פתחי יציאת החומרים הנדיפים ואת תעלות האיסוף כדי למנוע סתימות ולהבטיח פליטה ללא הפרעה של חומרים נדיפים.

התאמת יחסי חומרי גלם:

• קלצינציה מעורבת: הוסיפו קוק נפט נדיף נמוך או קוק שרוף לקוק נפט נדיף גבוה כדי להפחית את תכולת הנדיפות הכוללת. ודאו יחס מדויק וערבוב אחיד כדי להימנע מתכולת נדיפות גבוהה מקומית.
• שליטה בגודל חלקיקי חומר הגלם: הסרת חומרים גדולים מדי וזיהומי מתכת כדי להפחית את התוכן האנאורגני ולמזער את מקורות הסיגים.

שיפור פרמטרי התהליך:

• בקרה נאותה על תכולת החמצן: יש לשמור על תכולת חמצן מתאימה כדי למנוע אטמוספרות מחלימות המורידות את נקודת ההיתוך של האפר. לדוגמה, כאשר תכולת החמצן נמוכה מ-5%, נקודת ההיתוך של האפר יורדת ב-100-150 מעלות צלזיוס, מה שמגדיל את הסיכון להיווצרות סיגים.
• אופטימיזציה של פיזור האוויר: התאמת יחס פיזור האוויר בהתאם לשלב הקלצינציה כדי להבטיח בעירה מלאה של חומרים נדיפים ולהפחתת יצירת פחמן שחור וחומר חלקיקי שלא נשרפו.

שינוי ותחזוקת ציוד:

• שינוי ציוד הקלצינציה: עבור קוק נפט בעל נדיפות גבוהה, יש לבצע שינויים מיוחדים בכבשנים סיבוביים או בכבשנים פוט, כגון על ידי הוספת תעלות פריקה של חומרים נדיפים ואופטימיזציה של פיזור זרימת האוויר הפנימי, כדי להתאים לדרישות הקלצינציה של חומרים נדיפים גבוהים.
• בדיקות ציוד תקופתיות: יש לוודא את פעולתו התקינה של הציוד כדי למנוע התחממות יתר מקומית או זרימת אוויר לקויה שעלולה להוביל להיווצרות סיגים. לדוגמה, יש לבדוק מבערים ותעלות אש ולנקות מיד אפר וסיגים שהצטברו.