材料選擇·高純度焦炭:選擇碳含量≥95% 的焦炭,固定碳含量≥85%,使氧化反應優(yōu)先發(fā)生在炭填料上,減少陽極本體腐蝕3。同時,灰分含量≤8%,且灰分中 SiO?、Al?O?等惰性成分占比≥80%,避免雜質(zhì)提升電阻率或引發(fā)副反應3。
·合適的粒度分布3:采用粒徑 10 - 30mm 為主的級配焦炭,確??紫堵试?40%-50%,兼顧導電性與機械穩(wěn)定性,也可選擇 5 - 15mm 連續(xù)級配的焦炭,使填料密實度與透氣性達到平衡。
施工過程控制·陽極安裝:陽極應按產(chǎn)品性能指標驗收,陽極與引出導線的接頭須絕緣良好,表面無縫隙、無明顯缺陷。下井時輕拿輕放,讓陽極位于井孔中央,每只陽極的引出電纜做好標識。
·焦炭填充:陽極四周填充焦炭填料,陽極上、下部的焦炭厚度均大于 150mm,四周的焦炭厚度不小于 100mm,焦炭中不得混入泥土等雜物,填充時需夯實。可用泵從井底部打入井中,采用濕式回填法時,將焦炭與 5%-10% 水分混合,利用泥漿頂升技術(shù)消除架空現(xiàn)象,確保壓實密度≥1.2t/m3。
·回填與密封:回填采用人工裝填,少量、緩慢、勻速進行,確保完全沉降。裝填一部分后待其沉降一段時間再繼續(xù)裝填,全部裝填完后沉降,然后向井內(nèi)填細沙和礫石,并注水。直埋電纜距地面距離不小于 0.8m,四周墊以不小于 100mm 厚的細土、細砂,上方用紅磚覆蓋,且在長度上留有裕量并做波浪形敷設(shè)。道路穿越處要安裝電纜套管,陽極電纜連接處要用膠澆注、嚴格密封。
環(huán)境因素管理·避免不良地質(zhì)條件:地床不宜設(shè)在低洼處、死水區(qū)、排水區(qū),或存在有害物質(zhì)(如碳氫化合物、重金屬鹽、鹽水等)的區(qū)域,防止污染影響陽極性能。
·濕度與溫度控制:在干燥或高溫環(huán)境中,可通過在焦炭層中添加 5%-8% 石膏,利用其吸濕 - 放濕特性維持孔隙濕度在 60%-75% RH,保障電解液連續(xù)性,維持較低電阻率。在低溫環(huán)境中,如采用預加熱導管技術(shù)確保焦炭填料在 - 40℃環(huán)境下密實度>95%。
系統(tǒng)監(jiān)測與維護·定期檢測:植入分布式光纖傳感器等監(jiān)測設(shè)備,實時監(jiān)測焦炭密實度與陽極消耗率。定期檢測陽極輸出電流、電位等參數(shù),通過電阻率成像法等技術(shù)檢測焦炭層是否存在電阻率異常區(qū)域。
·及時維護:根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,及時處理發(fā)現(xiàn)的問題,如對于堵塞的導氣管,及時進行清理;對于電阻率升高或性能下降的焦炭填料,及時進行更換。