Аналітичний огляд конструкцій електрокальцинаторів для термічної обробки вуглецевих матеріалів у щільному шарі

Анотація

У статті розглянуто та проаналізовано конструкції існуючих у світі електрокальцинаторів – електричних печей прямого нагріву – для термічної обробки вуглецевих матеріалів у щільному шарі, зокрема, антрациту та нафтового коксу.

Світовий щорічний обсяг виробництва термоантрациту та прожареного нафтового коксу складає десятки мільйонів тонн, а кількість діючих електрокальцинаторів у світі складає багато сотень.

Електрокальцинатори дозволяють отримувати температури термічної обробки більш ніж 1500 °С та мають високий коефіцієнт корисної дії (ККД), оскільки тепло при проходженні електричного струму виділяється безпосередньо в оброблюваному матеріалі. Як правило, нагрів у них відбувається не тільки за рахунок електричної енергії, тому, суворо кажучи, ці печі можуть бути комбінованими за способом нагріву. Оскільки тільки електричний нагрів дозволяє отримати настільки високі температури обробки, в даній статті до електрокальцинаторів відносяться печі, в яких не тільки повністю, але й частково використовується прямий електричний нагрів оброблюваного матеріалу.

Недоліки існуючих електрокальцинаторів призводять до значної перевитрати електроенергії при прожарюванні, значного розкиду властивостей обробленого матеріалу та його високого угару. Виявлено та проаналізовано причини виникнення цих недоліків.

На думку автора статті, перспективними напрямами удосконалення електрокальцинаторів з щільним шаром є: використання багатоелектродної конструкції з електронним керуванням щільності струму всередині робочого об'єму в печах типу ELKEM та удосконалення конструкції печей типу Carbone Savoie, направлене на забезпечення безпеки їх роботи та інтенсифікацію процесу регенерації фізичного тепла. Також є суттєвий потенціал подальшого розвитку технологій термічної обробки вуглецевих матеріалів у щільному шарі, який може бути реалізований в печах із новими принципами, схемами дії та конструкціями.