金属锂渣的自燃与预防(2)
2.2.1 锂渣预处理及消化工艺改进。项目组通过对锂渣进行筛分与不筛分,筛分后块状渣进行切割成不同大小的渣块,以及在消化时,通过不同的投料速度,来确定一个合理的锂渣安全操作数据。块度切割及消化速度实验数据见表1。
表1 块度切割及消化速度实验数据表
通过对实验数据分析,对锂渣必须进行分筛作业,细颗粒锂渣单独装桶,对大块锂渣进行切割作业,切割后块渣直径不得大于20mm,细颗粒渣和块渣分开。渣桶用干燥石灰粉进行干燥处理后再盛放处理后的渣。锂渣的消化作业速度:块状渣消化速度不超过30 Kg/h;细颗粒状渣消化速度不得超过50Kg/h。
2.2.2 去除锂渣消化液表层的浮油。将消化池隔开,分为消化区和油污富集区。首先用泵将油污富集区下层的消化液抽出,通过倾斜喷嘴喷出,其一,可以使浮油层的油污在喷射液体的推动下,向油污富集区运动;其二,消化液进入消化池中,抬高了消化区液层的液面,在消化液溢出消化区时,使表层的浮油层的油污更容易流入油污富集区。经过每次约半小时的循环,可以使消化区表层的绝大部分油污流入油污富集区,从而达到消除消化液表层油污的目的。如图1所示。
通过以上措施的实施,锂渣消化速度从原来每小时15kg提高到目前块状锂渣每小时消化30Kg,细颗粒锂渣每小时消化50Kg。消化速度提高了1倍以上,从根本上降低了锂渣由于储存时间长而引发自燃的可能性。
2.3 锂渣库内温湿度控制及环境改造
为了改善锂渣储存库房的环境,使之能达到国标所规定的条件。《中华人民共和国国家标准——易燃易爆性商品储藏养护技术条件》(GB17914-1999)所规定的储存条件[7]:遇湿易燃物品:湿度≤75%,温度≤32℃;主通道:≥180cm;支通道:≥80cm;墙距:≥30cm。
还必须对锂渣包装桶内的锂渣实施监控,测量其内部温度的实时变化,以及现象。设计要求必须使库房内环境温、湿度探测,锂渣内部温度实时探测,烟感探测、视频监控以及自动报警集中在中央控制电脑上集中显示。
2.3.1 对锂渣储存库房环境改造。为满足以上要求,结合本地气候特征,对原锂渣储存库房进行改造。(1)现锂渣库房长8m,宽6m,经过规划,在符合国标条件下,库房内最多可存放10桶锂渣;锂渣存储库房规划如图2所示。(2)锂渣库房内空间为48m2。经查阅有关资料,KRF-70(3P)空调匹配面积为42-52m2,但是由于库房密封性能不好,因此必须为库房配备一台功率为KRF-120(5P)的空调。(3)锂渣库房长8m,宽6m,高3.6m,容积为172.8m3。由于库房密封性不好,新风湿度必须达到70%RH才能使库房内环境保持在75%以内,预计每小时对库房内空气循环干燥一次,除湿量为:
W=ρ×V×(X1-X2)×C
ρ:空气密度,以1.2Kg/m3计;V:库房容积,以173m3计;X1:除湿前的空气含水量,以极端天气湿度计,(湿度95%RH,温度18℃时的空气含水量,查表所得为0.013kg/kg干空气);X2:除湿后的空气含水量,(在湿度70%RH,温度18℃时的空气含水量,查表所得为0.009kg/kg干空气);C:保险系数,通常以1.2计。
W=1.2×173×(0.013-0.009)×1.2
W=0.99648(Kg/h)≈1(Kg/h)
经调研及综合评选,选择川越牌CY-261E除湿机(26L/D)完全能满足需求。并为锂渣库房内安装温、湿度探头,实时检测库房内环境温、湿度变化情况。(4)为锂渣库房内安装烟感探头,以防止锂渣温度探测失效,在发生自燃前,有烟雾散发出来时,就可以探测到,及时处理,避免金属锂渣爆燃现象。
2.3.2 对锂渣内部温度和表象的监测。经过对远红外测温设备与接触式测温设备进行调研比较,发现远红外测温设备可靠性没有接触式测温设备高。而且,远红外测温设备在探测堆积物料内部温度性能上,性价比太低。因此,选用了性能可靠而且价格低廉的热电阻感温探测设备。
锂渣内部温度探测采用热电阻外加薄不锈钢管制作而成的热电阻感温探测棒,采用探测棒全长长度为83cm,有效探测长度为70cm的探测棒。上端用电线连接,温度信号送入数显终端集中显示。在锂渣进入库房后,按指定位置放好,将温度探测棒沿锂渣桶中心位置竖直插入锂渣中,上端预留约5~10cm长度。
2.3.3 锂渣存储库房的视频监控系统。为锂渣存储库房内安装视频监控系统原因有二,其一,是为了防止热电阻温度探测设备故障的备份手段。一旦锂渣温度升高,就会有少量烟雾散发出来,但又还没有触发烟雾传感器的时候,就可以通过视频影像观察,及早发现锂渣的异常情况,及早作出处理。其二,是可以通过影像监控锂渣库房内部环境变化,避免异常情况发生。设计在库房内安装一台红外一体摄像机,将其影像信号传送到中央控制电脑上,影像资料可以循环备份在硬盘里,并可以在显示器上实时显示。
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