Na splošno je treba pred kalcinacijo prisilno odstraniti vlago iz surovega koksa, zlasti v naslednjih primerih, kjer je sušenje bistven postopek:
I. Negativni vplivi vlage na proces kalcinacije
1. Vpliv na učinkovitost odvajanja hlapnih snovi
Ko surovi koks (kot sta naftni koks in antracit) vsebuje prekomerno vlago, izhlapevanje vode porabi veliko količino toplote, kar povzroči nihanje temperature v kalcinacijski peči v začetni fazi. To vpliva na stabilno odvajanje hlapnih snovi (kot so žveplove in vodikove spojine). Na primer, naftni koks oddaja vlago predvsem pod 200 °C. Če vlaga ni v celoti odstranjena, se lahko faza odvajanja hlapnih snovi (500–700 °C) zaradi nezadostne temperature zavleče, kar povzroči neenakomerno krčenje surovine in povečano tveganje za razpoke izdelka.
2. Zmanjševanje fizikalnih lastnosti surovin
Vlaga zmanjšuje kohezijo med delci surovine, zaradi česar so predobdelavne operacije, kot so drobljenje, presejanje in mletje, težavne. Na primer, naftni koks z vsebnostjo vlage nad 10 % je nagnjen k zamašitvi opreme med drobljenjem in po mletju povzroča neenakomerne velikosti delcev, kar vpliva na kakovost nadaljnjih postopkov mešanja in oblikovanja.
3. Naraščajoča poraba energije in stroški
Izhlapevanje vlage zahteva dodatno toploto. Če ni predhodno posušeno, mora kalcinacijska peč porabiti več goriva za vzdrževanje temperature. Na primer pri petrokoksu lahko z zmanjšanjem vsebnosti vlage za 1 % prihranimo približno 20 kilodžulov na kilogram porabe toplote, sušenje pa lahko znatno zmanjša proizvodne stroške.
II. Izboljšanje kakovosti kalcinacije s sušenjem
1. Izboljšanje gostote in trdnosti surovin
Po sušenju se vsebnost vlage v surovinah zniža pod 0,3 %. Med kalcinacijo se hlapne snovi izločajo temeljiteje, krčenje volumna surovin pa je enakomerno. Dejanska gostota (npr. povečanje z 1,42–1,61 g/cm³ na 2,00–2,12 g/cm³ za petrolkoks) in mehanska trdnost surovin se znatno izboljšata, kar zmanjša sekundarno krčenje izdelkov med fazo pečenja.
2. Izboljšanje prevodnosti in odpornosti proti oksidaciji
Med kalcinacijo se molekularna struktura surovin prerazporedi, upornost pa se zmanjša (npr. upornost naftnega koksa se zmanjšuje z naraščajočo temperaturo kalcinacije), kar izboljša prevodnost. Hkrati se na površini delcev nabere pirolitični ogljikov film, ki poveča odpornost proti oksidaciji in podaljša življenjsko dobo izdelkov.
3. Optimizacija stabilnosti procesa
Posušene surovine z uravnoteženo vsebnostjo vlage lahko preprečijo močna temperaturna nihanja v kalcinacijski peči in zmanjšajo poškodbe opreme zaradi toplotnih obremenitev. Na primer, z nadzorovanjem vsebnosti vlage v premogu, ki vstopa v koksarno, pod 3 % lahko koksarne podaljšajo življenjsko dobo koksarniških peči za več kot 10 let in zmanjšajo stopnjo deformacije sten koksarniških komor za 90 %.
III. Praktične zahteve za postopek sušenja
1. Nadzor temperature in časa
Temperatura sušenja je običajno med 110 in 130 °C, čas pa je treba prilagoditi glede na velikost delcev in začetno vsebnost vlage v surovinah. Na primer, petrokok z velikostjo delcev manj kot 3 mm potrebuje približno 2–4 ure sušenja, da se zagotovi enakomerno izhlapevanje vlage.
2. Izbira opreme
Običajna sušilna oprema vključuje rotacijske peči in bobnaste sušilnike. Rotacijske peči dosegajo učinkovito sušenje s protitočnim segrevanjem, medtem ko bobnasti sušilniki zmanjšujejo oprijem materiala in izboljšujejo učinkovitost sušenja z notranjimi vodilnimi ploščami in čistilnimi napravami.
3. Okoljski in varnostni ukrepi
Sušilni sistem mora biti opremljen z napravami za odstranjevanje prahu (kot so ciklonski zbiralniki prahu + mokri zbiralniki prahu) za zmanjšanje izpušnega prahu, z učinkovitostjo odstranjevanja prahu do 99 % ali več. Hkrati sistem zgorevanja uporablja plinski gorilnik, ki je enostaven za uporabo in zanesljiv.
Čas objave: 13. april 2026