Korkea-rikkipitoisuus vs. alhainen-rikkipitoinen maaöljykoksi: kuinka valita eri käyttötarkoituksiin?

Maaöljykoksin rikkipitoisuus on ydinindikaattori sen laatuluokan ja käyttöalueen mittaamisessa. Nykyisten alan standardien mukaan maaöljykoksia, jonka rikkipitoisuus on alle 1 %, kutsutaan matala-rikkiseksi koksiksi (vastaa 1#, 2A), jonka rikkipitoisuus on 1 % - 3 %, keskitasoiseksi -rikkikoksiksi (vastaa 2B, 2C, 3 % rikkipitoisuutta, ja 3 %:n rikkipitoisuus on suurempi kuin, 3A, C on 3). rikkipitoinen koksi. Tämä luokittelu määrittää suoraan öljykoksin loppupään määränpään ja markkinahinnan.

Käytännön sovelluksissa käytetään laajalti myös tarkempia luokitusstandardeja. Kiinan viivästetyn öljykoksin laatustandardin (ZBE44002-86) mukaan raakakoksi luokitellaan luokkaan No. 1, No. 2 ja No. 3, joista kukin jaetaan edelleen A-koksiin ja B-koksiin. Ei. 1 Koksissa on rikkipitoisuus enintään 0,5 %, No. 1 B-koksi enintään 0,8 %, Ei. 2 A-koksi enintään 1,0 % ja No. 2 B-koksi enintään 1,5 %. Mitä aikaisempi kirjain ja pienempi numero, sitä pienempi rikkipitoisuus ja parempi laatu.

On syytä huomata, että tällä hetkellä ei ole kansallista standardia öljykoksille, jonka rikkipitoisuus on vähintään 3 %. Vaikka Sinopecin aiemmin julkaisema yritysstandardi on kumottu, sitä käytetään edelleen -rikkisen koksin markkinoilla.

Matala-rikkistä koksista, jonka laatu on korkea, on tullut ensisijainen raaka-aine korkealaatuisille-hiilituotteille, ja sillä on korvaamaton rooli grafiittielektrodeissa, litium-ioniakkujen anodimateriaaleissa ja korkealaatuisissa-esipaistetuissa anodeissa.

• Grafiittielektrodit

Grafiittielektrodit ovat yksi vähärikkisen koksin tärkeimmistä sovelluksista. Grafiittielektrodien valmistuksen pääraaka-aine on maaöljykoksi. Pieni määrä pikoksia voidaan lisätä tavallisiin tehografiittielektrodeihin, mutta sekä maaöljykoksin että piikoksin rikkipitoisuus ei saa ylittää 0,5 %. Suuritehoisten-tai ultra-suuritehoisten-grafiittielektrodien valmistukseen tarvitaan neulakoksi. Rikkipitoisuudella on erityisen kriittinen vaikutus grafiittielektrodien suorituskykyyn-korkean lämpötilan{10}}grafitointiprosessin aikana, rikki ei voi vapautua kokonaan. Kun elektrodi altistetaan yli 1500 asteen lämpötiloille, rikki hajoaa, jolloin kiteet laajenevat. Jäähtyessään kiteet supistuvat, mikä johtaa elektrodin halkeilemiseen. Tämä ilmiö, joka tunnetaan nimellä "kaasun laajeneminen", vaikuttaa vakavasti grafiittielektrodin laatuun ja suorituskykyyn.

Ultra-suuritehoiset-grafiittielektrodit eivät vaadi vain pientä ominaisvastusta vaan myös pieniä lämpölaajenemiskertoimia, hyvää hapettumiskestävyyttä ja hyvää lämpöiskun kestävyyttä grafitoinnin jälkeen. Suorituskykyistä-neulakoksia käytetään korkealaatuisten-grafiittielektrodien valmistukseen suuritehoisiin-- ja ultra-suuritehoisiin-sähköuuneihin, kun taas noin 1 % rikkiä sisältävää maaöljykoksia käytetään pääasiassa alumiinin sulatusteollisuudessa anodipastan tai hiilianodien valmistukseen.

• Litium{0}}ioni-akun anodimateriaalit

Viime vuosina uusien energiaajoneuvojen ja energian varastointiteollisuuden räjähdysmäisen kasvun myötä vähärikkisen koksin käyttö litium-ioniakkujen anodimateriaalien alalla on yleistynyt nopeasti. Vähärikkisellä koksilla on alhainen lämpölaajenemiskerroin, alhainen huokoisuus, alhainen tuhka- ja metallielementtipitoisuus, korkea johtavuus ja se on helposti grafitoituva, joten se on ihanteellinen raaka-aine keinotekoisten grafiittianodimateriaalien valmistukseen.

Tällä hetkellä kaupallisesti saatavilla oleva suuria määriä käytetty öljykoksi on kaikki vähärikkistä{0}}koksia, ja vähärikkisen-koksin tiukka tarjonta johtaa korkeisiin kustannuksiin. Matala-rikkisen koksin kysyntärakenteessa litium-ioniakkujen anodit muodostavat 29 %, ja sen syrjäyttävä-vaikutus kysyntään perinteisiltä aloilta on tulossa yhä näkyvämmäksi. Anodimateriaaleja valmistavat yritykset jatkavat laajentumisvauhtiaan, ja vähärikkisen-koksin kysyntä kasvaa edelleen hyvin.

• Huippuluokan esipaistetut{0}}anodit

Esipaistetut anodit ovat avainkomponentteja alumiinielektrolyysikennoissa, jotka johtavat virtaa ja osallistuvat sähkökemiallisiin reaktioihin, ja ne ovat tärkeitä alumiinin elektrolyysin tuotannossa. Vähäpäästöisissä-anodeissa käytetään öljykoksia, jolla on tiukempi rikkipitoisuuden ja hivenaineindikaattoreiden hallinta, mikä voi vähentää tehokkaasti hiilidioksidipäästöjä alumiinielektrolyysitoiminnoissa, mikä edistää energiansäästöä ja päästöjen vähentämistä alumiinielektrolyysiteollisuuden "kaksoishiilen" tavoitteiden mukaisesti. Esipaistetuissa anodeissa käytettävä maaöljykoksi vaatii tyypillisesti alle 1,5 %:n rikkipitoisuuden.

• Muut huippuluokan sovellukset

Hiilennostimien alalla valimoteollisuus vaatii yleensä erittäin alhaista rikkipitoisuutta, jossa käytetään usein "puoligrafitoitua" tai "täysgrafitoitua" maaöljykoksia, jonka kiinteä hiilipitoisuus on yli 98 % ja rikkipitoisuus alle 0,05 %. Lisäksi erittäin -puhtaiden grafiittituotteiden tuotanto edellyttää, että raaka-aineen tuhkapitoisuus on mahdollisimman alhainen (esim. alle 0,15 %).

Vaikka korkean -rikkisen koksin rikkipitoisuus on korkeampi, se on merkittävästi kilpailukykyinen kustannusten ja tuotantolaajuuksien suhteen, ja sillä on edelleen tärkeä rooli tietyillä käyttöalueilla.

• Esipaistetut anodit

Elektrolyyttisen alumiiniteollisuuden nopean kehityksen myötä korkean{0}}rikkisen koksin käyttö alumiinin esipaistettujen anodien valmistuksessa on lisääntymässä. Matala-rikkisen koksin tiukan tarjonnan vuoksi monet hiililaitokset ovat joutuneet käyttämään korkea-rikkistä öljykoksia, mikä on johtanut esipaistetun anodihiililohkojen rikkipitoisuuden nousuun, mikä puolestaan ​​altistaa alumiinin elektrolyysiprosessin rikkidioksidipäästöstandardien ylittymisen riskille.

Teknisellä tasolla erilaisen rikkipitoisuuden omaavan öljykoksin käytöstä on tullut alumiinianodien valmistajille tärkeä keino tasapainottaa anodien laatua, anodien kulutusta ja ympäristönsuojelun tasoa. Kohtuullisen sekoitusprosessin avulla ympäristövaatimukset voidaan täyttää samalla kun kustannukset pysyvät hallinnassa.

• Polttoainealalla mm.

rikkipitoista{0}}koksia on perinteisesti käytetty laajalti polttoaineena sementtitehtaissa ja voimalaitoksissa. Yhä tiukentuvien ympäristöpolitiikkojen vuoksi runsas-rikkisen koksin käyttöä polttoaineena on kuitenkin rajoitettu. "Energian säästämisen ja hiilidioksidin vähentämisen toimintasuunnitelmassa" määrätään nimenomaisesti, että rikkipitoista koksia ei voida käyttää polttoaineena. Hiilipäästöjen vähentämispolitiikan johdosta korkeaan -rikkikoksiin kohdistuu korvauspaineita sovelluksissa, kuten polttoaineiden ja lasin valmistuksessa.

• Uusia yrityksiä litium{0}}ioni-akun anodimateriaaleista

Vaikka vähärikkinen koksi on edelleen yleisin vaihtoehto litium--ioniakkujen anodeille, korkea-rikkipitoinen koksi, jonka kustannusetuina ovat halvemmat raaka-aineet ja suurempi tuotantomäärä, houkuttelee monia grafiitinvalmistajia tutkimaan sen käyttöä anodimateriaalien alalla. Liian korkea rikkipitoisuus runsaassa -rikkikoksissa johtaa kuitenkin sarjaan ongelmia: grafitoinnin aikana rikki karkaa kaasumaisessa muodossa, mikä lisää grafiitin huokoisuutta ja ominaispinta-alaa; samanaikaisesti rikki estää jatkuvaa grafiitin kasvua aiheuttaen kiteiden kutistumista, vähentäen grafiitin anisotropiaa ja johtaen merkittävään tiivistystiheyden, kapasiteetin ja alkuperäisen kulonitehokkuuden vähenemiseen. Tällä hetkellä teollisuus kehittää teknologioita, kuten komposiittigrafiittianodimateriaaleja, ja pyrkii voittamaan korkean -rikkisen koksin luontaiset rajoitukset raaka-aineiden formuloinnin ja prosessin optimoinnin avulla.

• Kemian tuotanto

Rikkipitoista{0}}tavallista raakakoksia voidaan käyttää kemian tuotannossa, kuten kalsiumkarbidin ja piikarbidin valmistuksessa, tai polttoaineena metallivalussa ja lasin valmistuksessa.

Yllä olevan analyysin perusteella öljykoksin valinta eri käyttöskenaarioihin voidaan tiivistää seuraavasti:

Grafiittielektrodit: Tavalliset tehografiittielektrodit vaativat öljykoksin rikkipitoisuuden enintään 0,5 %; suuritehoiset-ja ultra-suuritehoiset-grafiittielektrodit vaativat neulakoksia, ja rikkipitoisuusvaatimukset ovat vielä tiukemmat.

Litium{0}}ioni-akun anodimateriaalit: Tällä hetkellä kaupallinen päämateriaali on vähärikkistä koksia (rikkipitoisuus alle 1 %), ja korkealaatuisilla-anodimateriaaleilla on erittäin tiukka rikkipitoisuuden valvonta.

Esipaistetut anodit: Rikkipitoisuuden on tyypillisesti oltava alle 1,5 %; Vähäpäästöisillä-anodeilla on vielä tiukemmat vaatimukset, ja niiden on täytettävä "kaksoishiilitavoitteen" mukaiset ympäristöstandardit.

Hiilettimet: Valu-hiilettimet vaativat erittäin alhaisen rikkipitoisuuden (alle tai yhtä suuri kuin 0,05 %), minkä vuoksi on käytettävä "puoli-grafitoitua" tai "täysin grafitoitua" maaöljykoksia.

Kemiantuotanto ja polttoaine: Rikkipitoista{0}}tavallista raakakoksia voidaan käyttää kemian tuotannossa, mutta sen käyttö polttoaineena on tiukasti rajoitettu.

Maaöljykoksia valittaessa tulee rikkipitoisuuden lisäksi ydinindikaattoriksi ottaa kattavasti huomioon muun muassa tuhkapitoisuus, todellinen tiheys, lämpösokinkestävyys ja morfologia. Tuhkapitoisuus estää kiteytymistä ja vaikuttaa tuotteen suorituskykyyn; todellinen tiheys heijastaa kiteisyysastetta; ja morfologia määrittää öljykoksin käyttökelpoisuuden erityisissä sovelluksissa. Teollisuuden yksimielisyys on seuraava: aiottu käyttö määrittää laadun valinnan-elektrolyyttisille alumiinianodeille tai korkealaatuisille-grafiittituotteille. A-luokan koksi on suositeltava; vähähiiliselle-hiilituotteelle tai polttoaineelle voidaan valita luokka B ja sitä alemmat.

"Kaksoishiilen" tavoitteiden jatkuvan etenemisen ja uuden energiateollisuuden nopean kehityksen taustalla vähärikkisen koksin ja-rikkipitoisen koksin markkina-asemat ovat perusteellisesti mukautumassa. Matala-rikkiskoksi, jolla on korvaamaton rooli huippuluokan sovelluksissa,{4}} kokee jatkuvasti kasvavaa kysyntää. kun taas runsas-rikkiskoksi kohtaa yhä tiukempia ympäristörajoituksia ja tarvitsee kiireellisesti läpimurtoja teknologisissa päivityksissä ja sovellusten laajentamisessa. Alan toimijoille öljykoksin laatuvaatimusten tarkka ymmärtäminen eri käyttöskenaarioissa ja tieteellisten päätösten tekeminen markkinoiden kysynnän ja tarjonnan malleihin ja hintatrendeihin on avainasemassa, jotta he voivat saada etua yhä erilaistuvilla öljykoksimarkkinoilla.