Augsts-sēra saturs salīdzinājumā ar zemu-sēra saturu naftas kokss: kā izvēlēties dažādiem lietojumiem?

Sēra saturs naftas koksā ir galvenais rādītājs tā kvalitātes pakāpes un pielietojuma diapazona mērīšanai. Saskaņā ar pašreizējiem nozares standartiem naftas koksu ar sēra saturu, kas mazāks par 1%, sauc par zema -sēra koksu (atbilst 1#, 2A), ar sēra saturu no 1% līdz 3% sauc par vidēju -sēra koksu (kas atbilst 2B, 2C, sēra saturs ir lielāks par, 3A, C3), un 3% sēra saturs ir klasificēts kā B. kokss ar augstu -sēra saturu. Šī klasifikācija tieši nosaka naftas koksa pakārtoto galamērķi un tirgus cenu.

Praktiskajā pielietojumā plaši tiek izmantoti arī rafinētāki klasifikācijas standarti. Saskaņā ar Ķīnas aizkavētā naftas koksa kvalitātes standartu (ZBE44002-86), neapstrādāts kokss tiek klasificēts Nr. . 1, Nr Nē. 1 Koksa sēra saturs nepārsniedz 0,5%, No. 1 B kokss ne vairāk kā 0,8%, No. 2 A kokss nepārsniedz 1,0% un No. 2 B kokss ne vairāk kā 1,5%. Jo agrāks burts un mazāks cipars, jo mazāks sēra saturs un labāka kvalitāte.

Ir vērts atzīmēt, ka pašlaik nav valsts standarta naftas koksam ar sēra saturu 3% vai vairāk. Lai gan uzņēmuma standarts, ko iepriekš izdeva Sinopec, ir atcelts, tas joprojām tiek izmantots koksa tirgū ar augstu -sēra saturu.

Zema-sēra kokss ar savu izcilo kvalitāti ir kļuvis par iecienītāko izejmateriālu augstas kvalitātes-oglekļa izstrādājumiem, kam ir neaizstājama loma grafīta elektrodos, litija-jonu akumulatoru anodu materiālos un augstākās -klases gatavās anodos.

• Grafīta elektrodi

Grafīta elektrodi ir viens no vissvarīgākajiem zema -sēra satura koksa lietojumiem. Galvenā izejviela grafīta elektrodu ražošanai ir naftas kokss. Parastajiem jaudas grafīta elektrodiem var pievienot nelielu daudzumu piķa koksa, bet sēra saturs gan naftas koksā, gan piķa koksā nedrīkst pārsniegt 0,5%. Lieljaudas-vai īpaši-lieljaudas-grafīta elektrodu ražošanai ir nepieciešams adatu kokss. Sēra saturam ir īpaši liela ietekme uz grafīta elektrodu veiktspēju augstas temperatūras grafitizācijas procesā, sērs nevar pilnībā izdalīties. Kad elektrods tiek pakļauts temperatūrai virs 1500 grādiem, sērs sadalās, izraisot kristālu izplešanos. Atdzesējot, kristāli saraujas, izraisot elektrodu plaisāšanu. Šī parādība, kas pazīstama kā "gāzes izplešanās", nopietni ietekmē grafīta elektroda kvalitāti un veiktspēju.

Īpaši-lieljaudas-grafīta elektrodiem ir nepieciešama ne tikai zema pretestība, bet arī zemi termiskās izplešanās koeficienti, laba oksidācijas pretestība un laba termiskā triecienizturība pēc grafitizācijas. Augstas -jaudas adatu kokss tiek izmantots, lai ražotu augstas- kvalitātes grafīta elektrodus lielas-jaudas un īpaši-lieljaudas-elektriskajām krāsnīm, savukārt naftas koksu, kas satur aptuveni 1% sēra, galvenokārt izmanto alumīnija kausēšanas rūpniecībā anoda pastas vai oglekļa anodu pastas ražošanai.

• Litija{0}}jonu akumulatora anoda materiāli

Pēdējos gados, strauji augot jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas nozarēm, ir strauji attīstījusies zema -sēra satura koksa izmantošana litija-jonu akumulatoru anodu materiālu jomā. Koksam ar zemu -sēra saturu ir zems termiskās izplešanās koeficients, zema porainība, zems pelnu un metāla elementu saturs, augsta vadītspēja, un tas ir viegli grafitizējams, padarot to par ideālu izejvielu mākslīgā grafīta anoda materiālu sagatavošanai.

Pašlaik komerciāli pieejamais naftas kokss, ko izmanto lielos daudzumos, ir zema -sēra koksa, un ierobežotā zema-sēra koksa piegāde rada augstas izmaksas. Zema -sēra koksa pieprasījuma struktūrā litija-jonu akumulatoru anodi veido 29%, un tā izspiešanas ietekme uz pieprasījumu no tradicionālajiem laukiem kļūst arvien pamanāmāka. Anoda materiālu uzņēmumi saglabā savu paplašināšanās tempu, un pieprasījums pēc koksa ar zemu -sēra saturu turpina augt.

• Augstākās kvalitātes-sagatavoti anodi

Iepriekš sagatavoti anodi ir galvenās sastāvdaļas alumīnija elektrolīzes šūnās, kas vada strāvu un piedalās elektroķīmiskās reakcijās, un tiem ir izšķiroša nozīme alumīnija elektrolīzes ražošanā. Zemas -emisijas anodos tiek izmantots naftas kokss ar stingrāku sēra satura un mikroelementu indikatoru kontroli, kas var efektīvi samazināt oglekļa dioksīda emisijas alumīnija elektrolīzes darbībās, veicinot enerģijas taupīšanu un emisiju samazināšanu saskaņā ar alumīnija elektrolīzes nozares “divkāršā oglekļa” mērķiem. Naftas koksam, ko izmanto iepriekš ceptiem anodiem, sēra saturs parasti ir mazāks par 1,5%.

• Citas augstākās klases{0}}lietojumprogrammas

Oglekļa savācēju jomā lietuvju rūpniecībai parasti ir nepieciešams ārkārtīgi zems sēra saturs, bieži izmantojot “daļēji{0}}grafitizētu” vai “pilnībā grafitizētu” naftas koksu ar fiksētu oglekļa saturu virs 98% un sēra saturu zem 0,05%. Turklāt augstas -tīrības pakāpes grafīta izstrādājumu ražošanai izejvielu pelnu saturam ir jābūt pēc iespējas zemākam (piemēram, zem 0,15%).

Lai gan augstam -sēra koksam ir augstāks sēra saturs, tas ir ievērojami konkurētspējīgs izmaksu un ražošanas apjoma ziņā, un tam joprojām ir svarīga loma noteiktās lietošanas jomās.

• Iepriekš cepti anodi

Strauji attīstoties elektrolītiskā alumīnija rūpniecībai, pieaugoša tendence ir izmantot augsta -sēra satura koksa alumīnija anodu ražošanā. Zema -sēra koksa piegādes dēļ daudzām oglekļa rūpnīcām ir nācies izmantot naftas koksu ar augstu -sēra saturu, kā rezultātā ir palielinājies sēra saturs iepriekš sagatavotos anoda oglekļa blokos, kas savukārt pakļauj alumīnija elektrolīzes procesu sēra dioksīda emisijas standartu pārsniegšanas riskam.

Tehniskā līmenī jaukta naftas koksa ar dažādu sēra saturu izmantošana ir kļuvusi par svarīgu līdzekli alumīnija anodu ražotājiem, lai līdzsvarotu anoda kvalitāti, anoda patēriņu un ekoloģiskos raksturlielumus. Izmantojot saprātīgu sajaukšanas procesu, vides prasības var izpildīt, vienlaikus kontrolējot izmaksas.

• Degvielas nozarē,

Kokss ar augstu -sēra saturu tradicionāli tiek plaši izmantots kā degviela cementa rūpnīcās un spēkstacijās. Tomēr, ņemot vērā arvien stingrāku vides politiku, koksa ar augstu -sēra saturu izmantošanai par degvielu tiek pakļauti ievērojami ierobežojumi. "Enerģijas taupīšanas un oglekļa samazināšanas rīcības plānā" ir skaidri noteikts, ka koksu ar augstu -sēra saturu nevar izmantot kā degvielu. Oglekļa emisiju samazināšanas politikas dēļ augsts -sēra kokss saskaras ar aizvietošanas spiedienu tādos lietojumos kā degvielas un stikla ražošana.

• Jauni mēģinājumi izmantot litija{0}}jonu akumulatoru anoda materiālus

Lai gan zema-sēra kokss joprojām ir galvenā izvēle litija-jonu akumulatoru anodiem, augsta-sēra satura kokss ar izmaksu priekšrocībām, ko rada lētākas izejvielas un lielāks ražošanas apjoms, piesaista daudzus grafīta ražotājus izpētīt tā pielietojumu anodu materiālu jomā. Tomēr pārmērīgi augsts sēra saturs augsta -sēra koksā rada virkni problēmu: grafitizācijas laikā sērs izplūst gāzveida veidā, palielinot grafīta porainību un īpatnējo virsmas laukumu; vienlaikus sērs kavē nepārtrauktu grafīta augšanu, izraisot kristālu saraušanos, samazinot grafīta anizotropiju un kā rezultātā ievērojami samazinās blīvēšanas blīvums, kapacitāte un sākotnējā kuloniskā efektivitāte. Pašlaik nozare izstrādā tādas tehnoloģijas kā kompozītmateriālu grafīta anoda materiāli, mēģinot pārvarēt koksa ar augstu -sēra saturu raksturīgos ierobežojumus, izmantojot izejvielu formulēšanu un procesa optimizāciju.

• Ķīmiskā ražošana

Parasto koksu ar augstu -sēra saturu var izmantot ķīmiskajā ražošanā, piemēram, kalcija karbīda un silīcija karbīda ražošanā, vai kā degvielu metāla liešanā un stikla ražošanā.

Pamatojoties uz iepriekš minēto analīzi, naftas koksa izvēli dažādiem pielietojuma scenārijiem var apkopot šādi:

Grafīta elektrodi: parastajiem jaudas grafīta elektrodiem nepieciešams naftas koksa sēra saturs, kas nepārsniedz 0,5 %; lieljaudas-un īpaši-lieljaudas-grafīta elektrodiem ir nepieciešams adatu kokss ar vēl stingrākām sēra satura prasībām.

Litija{0}}jonu akumulatora anoda materiāli: Pašlaik galvenais komerciālais materiāls ir zema -sēra kokss (sēra saturs mazāks par 1%), un augstas kvalitātes anoda materiāliem ir ārkārtīgi stingra sēra satura kontrole.

Iepriekš sagatavoti anodi: Sēra saturam parasti ir jābūt zem 1,5%; Zemas -emisijas anodiem ir vēl stingrākas prasības, un tiem ir jāatbilst vides standartiem saskaņā ar "dubultoglekļa" mērķi.

Karbonizatori: -liešanas kvalitātes karbonizatoriem ir nepieciešams ārkārtīgi zems sēra saturs (mazāks vai vienāds ar 0,05%), tādēļ ir jāizmanto "daļēji-grafitizēts" vai "pilnībā grafitizēts" naftas kokss.

Ķīmiskā ražošana un degviela: parasto koksu ar augstu -sēra saturu var izmantot ķīmiskajā ražošanā, taču tā izmantošana kā degviela ir stingri ierobežota.

Izvēloties naftas koksu, papildus sēra saturam kā pamatrādītājam ir vispusīgi jāņem vērā tādi faktori kā pelnu saturs, patiesais blīvums, termiskā triecienizturība un morfoloģija. Pelnu saturs kavē kristalizāciju un ietekmē produkta darbību; patiesais blīvums atspoguļo kristāliskuma pakāpi; un morfoloģija nosaka naftas koksa pielietojamību īpašos lietojumos. Nozares vienprātība ir šāda: paredzētais lietojums nosaka kvalitātes izvēli-elektrolītiskajiem alumīnija anodiem vai augstākās klases grafīta izstrādājumiem, priekšroka tiek dota A klases koksam; zemu-oglekļa produktiem vai degvielai var izvēlēties B un zemāku pakāpi.

Ņemot vērā nepārtraukto "divkāršā oglekļa" mērķu virzību un jaunās enerģētikas nozares straujo attīstību, zema{0}}sēra koksa un augsta-sēra satura koksa tirgus pozīcijas tiek būtiski pielāgotas. Zema -sēra koksa, kam ir neaizstājama nozīme augstākās-sēra lietojumos, pieprasījums pastāvīgi pieaug; kamēr kokss ar augstu -sēra saturu saskaras ar arvien stingrākiem vides ierobežojumiem, un tam steidzami nepieciešami sasniegumi tehnoloģiskajos uzlabojumos un lietojumprogrammu paplašināšanā. Nozares praktiķiem precīza naftas koksa kvalitātes prasību izpratne dažādiem pielietojuma scenārijiem un zinātnisku lēmumu pieņemšana, pamatojoties uz tirgus piedāvājuma un pieprasījuma modeļiem un cenu tendencēm, būs galvenais, lai iegūtu priekšrocības arvien diferencētajā naftas koksa tirgū.