Tinggi-Sulfur lwn. Rendah-Sulfur Petroleum Coke: Bagaimana Memilih untuk Aplikasi Berbeza?

Kandungan sulfur kok petroleum adalah penunjuk teras untuk mengukur gred kualiti dan julat penggunaannya. Menurut piawaian industri semasa, kok petroleum dengan kandungan sulfur kurang daripada 1% dipanggil kok sulfur -rendah (bersamaan dengan 1#, 2A), dengan kandungan sulfur antara 1% dan 3% dipanggil kok sulfur sederhana -(bersamaan dengan 2B, 2C, 3A, 3B), dan dengan kandungan sulfur yang lebih besar daripada 3C, 3B, 3B. tinggi-kok sulfur. Klasifikasi ini secara langsung menentukan destinasi hiliran dan harga pasaran kok petroleum.

Dalam aplikasi praktikal, piawaian pengelasan yang lebih halus juga digunakan secara meluas. Menurut piawaian kualiti kok petroleum tertunda China (ZBE44002-86), kok mentah dikelaskan kepada Tidak. 1, Tidak. 2 dan Tidak. 3, setiap satu dibahagikan lagi kepada kok A dan kok B. Tidak. 1 Coke mempunyai kandungan sulfur tidak lebih daripada 0.5%, No. 1 B coke tidak melebihi 0.8%, No. 2 A coke tidak melebihi 1.0% dan No{12}} B coke tidak melebihi 1.5%. Lebih awal huruf dan lebih kecil nombor, lebih rendah kandungan sulfur dan lebih baik kualitinya.

Perlu diingat bahawa pada masa ini tiada standard kebangsaan untuk kok petroleum dengan kandungan sulfur 3% atau lebih tinggi. Walaupun standard perusahaan yang sebelum ini dikeluarkan oleh Sinopec telah dimansuhkan, ia masih digunakan dalam-pasaran kok sulfur tinggi.

Kok sulfur-rendah, dengan kualiti unggulnya, telah menjadi bahan mentah pilihan untuk-produk karbon tinggi, memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam elektrod grafit, bahan anod bateri-ion litium dan-anod prabaki tinggi.

• Elektrod Grafit

Elektrod grafit ialah salah satu aplikasi terpenting bagi-kok sulfur rendah. Bahan mentah utama untuk menghasilkan elektrod grafit ialah kok petroleum. Sebilangan kecil kok pic boleh ditambah kepada elektrod grafit kuasa biasa, tetapi kandungan sulfur kedua-dua kok petroleum dan kok pic tidak boleh melebihi 0.5%. Untuk penghasilan elektrod grafit-berkuasa tinggi atau ultra-tinggi-berkuasa, kok jarum diperlukan. Kandungan sulfur mempunyai kesan yang sangat kritikal terhadap prestasi elektrod grafit-semasa proses grafit-suhu tinggi, sulfur tidak boleh dilepaskan sepenuhnya. Apabila elektrod terdedah kepada suhu melebihi 1500 darjah, sulfur terurai, menyebabkan kristal mengembang. Apabila disejukkan, hablur mengecut, membawa kepada keretakan elektrod. Fenomena ini, yang dikenali sebagai "pengembangan gas," sangat menjejaskan kualiti dan prestasi elektrod grafit.

Elektrod grafit kuasa ultra-tinggi-bukan sahaja memerlukan kerintangan yang rendah tetapi juga pekali pengembangan haba yang rendah, rintangan pengoksidaan yang baik dan rintangan kejutan haba yang baik selepas grafitisasi. Kok jarum berprestasi tinggi-digunakan untuk menghasilkan-elektrod grafit berkualiti tinggi untuk relau elektrik kuasa-tinggi-tinggi-tinggi, manakala kok petroleum yang mengandungi lebih kurang 1% sulfur digunakan terutamanya dalam industri peleburan aluminium untuk pengeluaran pes anod atau anod karbon.

• Bahan Anod Bateri Litium-ion

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan pertumbuhan pesat kenderaan tenaga baharu dan industri storan tenaga, penggunaan-kok sulfur rendah dalam bidang bahan anod bateri-ion litium telah muncul dengan pantas. Kok sulfur-rendah mempunyai pekali pengembangan terma yang rendah, keliangan rendah, kandungan abu dan unsur logam yang rendah, kekonduksian tinggi dan mudah digrafik, menjadikannya bahan mentah yang ideal untuk menyediakan bahan anod grafit tiruan.

Pada masa ini, kok petroleum yang tersedia secara komersil yang digunakan dalam kuantiti yang banyak ialah kok-sulfur yang rendah, dan bekalan kok-sulfur yang rendah menyebabkan kos yang tinggi. Dalam struktur permintaan bagi kok sulfur-rendah, anod bateri-ion litium menyumbang 29%, dan kesan kesesakannya-ke atas permintaan daripada medan tradisional menjadi semakin ketara. Syarikat bahan anod mengekalkan kadar pengembangan mereka, dan permintaan untuk-kok sulfur rendah terus berkembang dengan baik.

• Anod Prabakar -tinggi

Anod prabakar ialah komponen utama dalam sel elektrolisis aluminium, mengalirkan arus dan mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia, dan penting dalam penghasilan elektrolisis aluminium. Anod pelepasan-rendah menggunakan kok petroleum dengan kawalan yang lebih ketat ke atas kandungan sulfur dan penunjuk unsur surih, yang boleh mengurangkan pelepasan karbon dioksida dalam operasi elektrolisis aluminium dengan berkesan, menyumbang kepada penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan di bawah matlamat "karbon dwi" industri elektrolisis aluminium. Kokas petroleum yang digunakan untuk anod yang telah dibakar biasanya memerlukan kandungan sulfur di bawah 1.5%.

• Aplikasi -Ketinggian Lain

Dalam bidang penjana karbon, industri faundri biasanya memerlukan kandungan sulfur yang sangat rendah, selalunya menggunakan kok petroleum "semi-grafit" atau "bergrafit sepenuhnya" dengan kandungan karbon tetap melebihi 98% dan kandungan sulfur di bawah 0.05%. Tambahan pula, penghasilan produk grafit-ketulenan tinggi memerlukan kandungan abu bahan mentah serendah mungkin (cth, di bawah 0.15%).

Walaupun-kok sulfur tinggi mempunyai kandungan sulfur yang lebih tinggi, ia sangat kompetitif dari segi kos dan skala pengeluaran, dan masih memainkan peranan penting dalam bidang aplikasi tertentu.

• Anod yang telah dibakar

Dengan perkembangan pesat industri aluminium elektrolitik, penggunaan-kok sulfur tinggi dalam pengeluaran anod prabakar untuk aluminium menunjukkan trend yang semakin meningkat. Disebabkan bekalan kok rendah-sulfur yang rendah, banyak loji karbon terpaksa menggunakan-kok petroleum sulfur tinggi, yang membawa kepada peningkatan kandungan sulfur blok karbon anod prabakar, yang seterusnya mendedahkan proses elektrolisis aluminium kepada risiko melebihi piawaian pelepasan sulfur dioksida.

Di peringkat teknikal, penggunaan kok petroleum campuran dengan kandungan sulfur yang berbeza telah menjadi cara penting bagi pengeluar anod aluminium untuk mengimbangi kualiti anod, penggunaan anod, dan prestasi alam sekitar. Melalui proses pengadunan yang munasabah, keperluan alam sekitar dapat dipenuhi sambil mengawal kos.

• Dalam sektor bahan api,

-kok sulfur tinggi secara tradisinya digunakan secara meluas sebagai bahan api dalam loji simen dan loji janakuasa. Walau bagaimanapun, dengan dasar alam sekitar yang semakin ketat, penggunaan kok sulfur tinggi-sebagai bahan api menghadapi sekatan yang ketara. "Pelan Tindakan Pemuliharaan Tenaga dan Pengurangan Karbon" secara jelas menetapkan bahawa-kok sulfur tinggi tidak boleh digunakan sebagai bahan api. Didorong oleh dasar pengurangan pelepasan karbon, kok sulfur yang tinggi-menghadapi tekanan penggantian dalam aplikasi seperti pembuatan bahan api dan kaca.

• Percubaan Baharu dalam Bahan Anod Bateri-ion Litium

Walaupun-kok sulfur rendah kekal sebagai pilihan arus perdana untuk anod bateri-ion litium, kok-sulfur yang tinggi, dengan kelebihan kos bahan mentah yang lebih murah dan volum pengeluaran yang lebih tinggi, menarik banyak pengeluar grafit untuk meneroka aplikasinya dalam bidang bahan anod. Walau bagaimanapun, kandungan sulfur yang terlalu tinggi dalam kok sulfur-tinggi membawa kepada satu siri masalah: semasa grafisasi, sulfur terlepas dalam bentuk gas, meningkatkan keliangan grafit dan luas permukaan tertentu; pada masa yang sama, sulfur menghalang pertumbuhan grafit yang berterusan, menyebabkan kristal mengecut, mengurangkan anisotropi grafit, dan mengakibatkan penurunan ketara dalam ketumpatan pemadatan, kapasiti, dan kecekapan coulombik awal. Pada masa ini, industri sedang membangunkan teknologi seperti bahan anod grafit komposit, cuba mengatasi had sedia ada bagi-kok sulfur tinggi melalui penggubalan bahan mentah dan pengoptimuman proses.

• Pengeluaran Kimia

Kokas mentah biasa -sulfur tinggi boleh digunakan dalam pengeluaran kimia, seperti pembuatan kalsium karbida dan silikon karbida, atau sebagai bahan api dalam tuangan logam dan pembuatan kaca.

Berdasarkan analisis di atas, pemilihan kok petroleum untuk senario aplikasi yang berbeza boleh diringkaskan seperti berikut:

Elektrod Grafit: Elektrod grafit kuasa biasa memerlukan kandungan sulfur kok petroleum tidak melebihi 0.5%; Elektrod grafit kuasa tinggi-dan ultra-tinggi-memerlukan kok jarum, dengan keperluan kandungan sulfur yang lebih ketat.

Bahan Anod Bateri Litium-ion: Pada masa ini, bahan komersil arus perdana ialah-kok sulfur rendah (kandungan sulfur kurang daripada 1%) dan-bahan anod berkualiti tinggi mempunyai kawalan kandungan sulfur yang sangat ketat.

Anod yang telah dibakar: Kandungan sulfur biasanya diperlukan di bawah 1.5%; anod pelepasan-rendah mempunyai keperluan yang lebih ketat lagi, yang perlu memenuhi piawaian alam sekitar di bawah sasaran "karbon dwi".

Karbonisasi: Karbonisasi gred-tuang memerlukan kandungan sulfur yang sangat rendah ( Kurang daripada atau sama dengan 0.05%), memerlukan penggunaan kok petroleum "separuh-grafik" atau "grafik sepenuhnya".

Pengeluaran kimia dan bahan api: Kokas mentah biasa yang tinggi-sulfur boleh digunakan dalam pengeluaran kimia, tetapi penggunaannya sebagai bahan api adalah terhad.

Apabila memilih kok petroleum, sebagai tambahan kepada kandungan sulfur sebagai penunjuk teras, faktor seperti kandungan abu, ketumpatan sebenar, rintangan kejutan haba, dan morfologi mesti dipertimbangkan secara menyeluruh. Kandungan abu menghalang penghabluran dan menjejaskan prestasi produk; ketumpatan sebenar mencerminkan tahap kehabluran; dan morfologi menentukan kebolehgunaan kok petroleum dalam aplikasi tertentu. Konsensus industri ialah: penggunaan yang dimaksudkan menentukan pemilihan gred-untuk anod aluminium elektrolitik atau produk grafit-tinggi, kok Gred A diutamakan; untuk produk atau bahan api karbon akhir-rendah, Gred B dan ke bawah boleh dipilih.

Berlatarbelakangkan kemajuan berterusan matlamat "karbon dwi" dan perkembangan pesat industri tenaga baharu, kedudukan pasaran kok sulfur-rendah dan-kok sulfur tinggi sedang menjalani pelarasan yang mendalam. Kok sulfur-rendah, dengan peranannya yang tidak boleh ditukar ganti dalam-aplikasi tinggi, mengalami permintaan yang terus meningkat; manakala kok sulfur tinggi-menghadapi kekangan alam sekitar yang semakin ketat dan memerlukan penemuan segera dalam peningkatan teknologi dan pengembangan aplikasi. Bagi pengamal industri, memahami dengan tepat keperluan kualiti kok petroleum untuk senario aplikasi yang berbeza dan membuat keputusan saintifik berdasarkan corak penawaran dan permintaan pasaran serta arah aliran harga akan menjadi kunci untuk memperoleh kelebihan dalam pasaran kok petroleum yang semakin berbeza.