Kvaliteta kalciniranog naftnog koksa: ključni parametri i standardi

Od zelene koka-kole do kalcinirane koka-kole

Zeleni petrol koks kruti je ostatak od odgođenog koksiranja teške sirovine za rafinerije. Sadrži hlapljive tvari, sumpor i metale koji ga čine neprikladnim za izravnu upotrebu u većini primjena. Kalcinacija uklanja hlapljive tvari i vlagu te povećava gustoću i električnu vodljivost, proizvodeći kalcinirani petrol koks (CPC) za industriju aluminija, čelika i kemijsku industriju. U Kini je zeleni odgođeni koks klasificiran prema sadržaju sumpora prema seriji standarda petrokemijske industrije SH/T 0527, koji razlikuje stupnjeve koji se koriste za različite krajnje proizvode.

Klasifikacija zelenog petrol koksa

Klasa	Razina sumpora	Tipična krajnja uporaba
Prvi-razred / Bez. 1 koka-kole	Nizak sadržaj sumpora	Grafitne elektrode, proizvodi od aluminijskog ugljika
Bez . 2 koka-kole	Srednji sumpor	Pasta za elektrode, elektrode za elektrolitičke ćelije
Bez . 3 koka-kole	Veći sadržaj sumpora	Silicijev karbid, kalcijev karbid, dno anode, obloge visoke peći

Klasifikacija prema sumporu je praktična jer sumpor snažno utječe na daljnju kvalitetu proizvoda: u aluminijskim anodama sumpor se u velikoj mjeri zadržava u ugljiku i može utjecati na emisije i reaktivnost, dok u elektrodama utječe na ponašanje grafitizacije.

Proces kalcinacije

Zeleni koks se kalcinira u rotirajućim pećima ili šahtnim pećima na 1200-1350 stupnjeva. Hlapljiva tvar se odvodi i djelomično spaljuje kako bi se dobila procesna toplina, a struktura ugljika se zgušnjava. Ključni rezultat je povećanje stvarne gustoće i električne vodljivosti te smanjenje nečistoća kao što su hlapljive tvari i vodik. Stupanj kalcinacije izravno kontrolira zadovoljava li CPC specifikacije anode ili elektrode.

Ključni parametri kvalitete CPC-a

Fiksni ugljik i hlapljive tvari: visok fiksirani ugljik s malo preostalih hlapljivih tvari ukazuje na potpunu kalcinaciju.

Sumpor: obično 0,5-4% ovisno o hrani; odabrani tako da odgovaraju primjeni i ograničenjima emisije.

Pepeo: metali poput vanadija, nikla, silicija i željeza ulaze u koks iz sirove nafte; granice pepela štite čistoću anode.

Stvarna gustoća: mjerena istiskivanjem tekućine prema metodama kao što je ASTM D5187; veća stvarna gustoća odražava bolju kalcinaciju.

Električni otpor i poroznost: utječu na vodljivost anode i zahtjev za vezivom.

CO2 i reaktivnost zraka: utječu na potrošnju anode i performanse ćelije u topljenju aluminija.

Primjena-za-Mapiranje ocjena

Taljenje aluminija: anodna -klasa CPC zahtijeva nizak sadržaj sumpora, malo pepela i kontroliranu reaktivnost za ugljične anode.

Proizvodnja grafitnih elektroda: visoko{0}}kvalitetni koks s niskim{1}}sumporom za tijela elektroda i niple.

Silicijev karbid i kalcijev karbid: koks s većim-sumporom je prihvatljiv jer se sumpor u velikoj mjeri uklanja ili veže tijekom obrade.

Recarburizatori i ljevaonički ugljik: CPC granule koje se koriste za podešavanje ugljika u talinama željeza i čelika.

Pisanje specifikacije kupnje

Jasna CPC specifikacija navodi klasu sumpora, minimalne vrijednosti fiksnog ugljika i hlapljivih tvari, granice pepela i metala, stvarnu gustoću, raspodjelu veličine čestica i vlagu, plus metode ispitivanja koje treba koristiti. Uzorkovanje treba slijediti dogovorenu proceduru, a svaka serija treba imati potvrdu analize. Budući da se CPC koristi u procesima gdje je prijenos nečistoća skup, neovisna provjera se preporučuje za velike ugovore.

FAQ

1. Kako mogu odabrati razinu sumpora za svoju aplikaciju?

Za aluminijske anode i grafitne elektrode odaberite koks s niskim-sumporom (obično ispod 1,5-2%) kako biste zadovoljili zahtjeve za proizvod i emisije. Za silicijev karbid i kalcijev karbid često su prihvatljivi i ekonomičniji stupnjevi s višim sadržajem sumpora. Potvrdite ograničenje sa svojim procesnim inženjerom.

2. Što mi stvarna gustoća govori o kvaliteti?

Stvarna gustoća odražava stupanj kalcinacije: bolje-kalcinirani koks ima veću stvarnu gustoću i manju poroznost. Specifikacije anoda i elektroda određuju minimalne stvarne vrijednosti gustoće, ispitane metodama kao što je ASTM D5187.

3. Zašto je sadržaj pepela bitan u CPC-u?

Metali u pepelu mogu kontaminirati anode, elektrode i proizvode poput metalnog silicija. Topionice aluminija plaćaju premije za koks s-niskim pepelom jer nečistoće smanjuju učinak anode i povećavaju probleme sa ćelijama.

4. Mogu li zamijeniti drugačije CPC porijeklo?

CPC iz različitih rafinerija razlikuje se u sumporu, metalima i reaktivnosti. Prerađivači kvalificiraju specifične izvore; zamjena zahtijeva ponovno-testiranje prema specifikaciji i eventualnu prilagodbu procesa. Kvalificirajte nove izvore probnim serijama.

5. Kako treba uzeti CPC uzorke?

Uzmite uzorke s više točaka serije tijekom utovara ili istovara, slijedeći dogovoreni plan povećanja, i kombinirajte ih u kompozit. Podijelite kompozit u zapečaćene uzorke za kupca, prodavatelja i zadržani arbitražni uzorak.