เทคโนโลยี | ข้อกำหนดสำหรับดัชนีคุณภาพของปิโตรเลียมโค้กที่ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียม

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลซิส อุตสาหกรรมอะลูมิเนียมพรีเบคแอโนดจึงกลายเป็นแหล่งลงทุนที่ได้รับความนิยมใหม่ การผลิตพรีเบคแอโนดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยปิโตรเลียมโค้กเป็นวัตถุดิบหลักของพรีเบคแอโนด และค่าต่างๆ ของมันจะมีผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

ปริมาณกำมะถัน

ปริมาณกำมะถันในปิโตรเลียมโค้กส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำมันดิบ โดยทั่วไปแล้ว เมื่อปริมาณกำมะถันในปิโตรเลียมโค้กค่อนข้างต่ำ การสึกหรอของขั้วบวกจะลดลงเมื่อปริมาณกำมะถันเพิ่มขึ้น เนื่องจากกำมะถันช่วยเพิ่มอัตราการเกิดโค้กของแอสฟัลต์และลดความพรุนของการเกิดโค้กของแอสฟัลต์ ในขณะเดียวกัน กำมะถันยังรวมตัวกับสิ่งเจือปนโลหะ ลดการเร่งปฏิกิริยาโดยสิ่งเจือปนโลหะเพื่อยับยั้งปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์และปฏิกิริยาของอากาศของขั้วบวกคาร์บอน อย่างไรก็ตาม หากปริมาณกำมะถันสูงเกินไป จะเพิ่มความเปราะบางทางความร้อนของขั้วบวกคาร์บอน และเนื่องจากกำมะถันส่วนใหญ่ถูกเปลี่ยนเป็นเฟสแก๊สในรูปของออกไซด์ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส จะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อสภาพแวดล้อมของอิเล็กโทรไลซิส และจะทำให้เกิดแรงกดดันต่อการรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างมาก นอกจากนี้ อาจเกิดฟิล์มเหล็กจากการเกิดซัลไฟด์บนแท่งขั้วบวก ทำให้แรงดันตกเพิ่มขึ้น เนื่องจากการนำเข้าน้ำมันดิบของประเทศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และวิธีการแปรรูปก็พัฒนาขึ้นเรื่อยๆ แนวโน้มของปิโตรเลียมโค้กคุณภาพต่ำจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของวัตถุดิบ ผู้ผลิตขั้วบวกอบสำเร็จรูปและอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์จึงได้ดำเนินการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมาย จากการสำรวจของสถานประกอบการผลิตขั้วบวกอบสำเร็จรูปในประเทศจีน พบว่าปิโตรเลียมโค้กที่มีปริมาณกำมะถันประมาณ 3% โดยทั่วไปสามารถนำไปเผาโดยตรงได้

ธาตุรอง

ธาตุติดตามในปิโตรเลียมโค้กส่วนใหญ่ได้แก่ Fe, Ca, V, Na, Si, Ni, P, Al, Pb เป็นต้น เนื่องจากแหล่งที่มาของน้ำมันดิบในโรงกลั่นปิโตรเลียมแตกต่างกัน องค์ประกอบและปริมาณของธาตุติดตามจึงแตกต่างกันมาก ธาตุติดตามบางชนิดมาจากน้ำมันดิบ เช่น S, V เป็นต้น โลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธบางชนิดก็มาจากน้ำมันดิบเช่นกัน และปริมาณเถ้าบางส่วนจะถูกเติมเข้ามาในระหว่างการขนส่งและการจัดเก็บ เช่น Si, Fe, Ca เป็นต้น ปริมาณธาตุติดตามในปิโตรเลียมโค้กส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของขั้วบวกที่ผ่านการอบก่อน และคุณภาพและเกรดของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์ Ca, V, Na, Ni และธาตุอื่นๆ มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาอย่างมากต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันของขั้วบวก ซึ่งส่งเสริมการออกซิเดชันแบบเลือกของขั้วบวก ทำให้เกิดการหลุดลอกของตะกรันและการอุดตันของขั้วบวก และเพิ่มการสึกหรอของขั้วบวกมากเกินไป ซิลิคอน (Si) และเหล็ก (Fe) มีผลต่อคุณภาพของอะลูมิเนียมขั้นต้นเป็นหลัก โดยปริมาณ Si ที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความแข็งของอะลูมิเนียมและลดการนำไฟฟ้า ในขณะที่ปริมาณ Fe ที่เพิ่มขึ้นจะมีผลอย่างมากต่อความยืดหยุ่นและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอะลูมิเนียม เมื่อพิจารณาร่วมกับความต้องการในการผลิตจริงของสถานประกอบการ ปริมาณธาตุเจือปน เช่น Fe, Ca, V, Na, Si และ Ni ในปิโตรเลียมโค้กควรมีขีดจำกัด

สารระเหย

ปริมาณสารระเหยสูงในปิโตรเลียมโค้กบ่งชี้ว่าส่วนที่ยังไม่ผ่านการเผาไหม้ถูกพัดพาไปมากกว่า ปริมาณสารระเหยที่สูงเกินไปจะส่งผลต่อความหนาแน่นที่แท้จริงของโค้กที่ผ่านการเผา และลดผลผลิตที่แท้จริงของโค้กที่ผ่านการเผา แต่ปริมาณสารระเหยที่เหมาะสมจะเอื้อต่อการเผาไหม้ของปิโตรเลียมโค้ก หลังจากที่ปิโตรเลียมโค้กถูกเผาที่อุณหภูมิสูง ปริมาณสารระเหยจะลดลง เนื่องจากผู้ใช้แต่ละรายมีความคาดหวังที่แตกต่างกันเกี่ยวกับปริมาณสารระเหย เมื่อพิจารณาร่วมกับความต้องการที่แท้จริงของผู้ผลิตและผู้ใช้ จึงกำหนดว่าปริมาณสารระเหยไม่ควรเกิน 10%-12%

เถ้า

เถ้าคือสิ่งเจือปนแร่ธาตุที่ไม่ติดไฟ (ธาตุติดตาม) ที่เหลืออยู่หลังจากส่วนที่ติดไฟได้ของปิโตรเลียมโค้กถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง 850 องศาเซลเซียสและการหมุนเวียนอากาศ วัตถุประสงค์ของการวัดเถ้าคือเพื่อระบุปริมาณสิ่งเจือปนแร่ธาตุ (ธาตุติดตาม) เพื่อประเมินคุณภาพของปิโตรเลียมโค้ก การควบคุมปริมาณเถ้าจะช่วยควบคุมปริมาณธาตุติดตามด้วย ปริมาณเถ้าที่มากเกินไปจะส่งผลกระทบต่อคุณภาพของขั้วบวกและอะลูมิเนียมขั้นต้นอย่างแน่นอน เมื่อพิจารณาร่วมกับความต้องการที่แท้จริงของผู้ใช้และสถานการณ์การผลิตจริงของสถานประกอบการ จึงกำหนดว่าปริมาณเถ้าไม่ควรเกิน 0.3%-0.5%

ความชื้น

แหล่งที่มาหลักของปริมาณน้ำในปิโตรเลียมโค้ก ได้แก่: ประการแรก เมื่อมีการระบายโค้กออกจากหอโค้ก ปิโตรเลียมโค้กจะถูกระบายลงสู่บ่อโค้กด้วยแรงดันไฮดรอลิก ประการที่สอง จากมุมมองด้านความปลอดภัย หลังจากระบายโค้กแล้ว ปิโตรเลียมโค้กที่ยังไม่เย็นตัวลงอย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องฉีดพ่นน้ำเพื่อลดอุณหภูมิ ประการที่สาม ปิโตรเลียมโค้กส่วนใหญ่จะถูกกองไว้ในที่โล่งในบ่อโค้กและลานจัดเก็บ และปริมาณความชื้นในโค้กจะได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม ประการที่สี่ ปิโตรเลียมโค้กมีโครงสร้างและคุณสมบัติในการกักเก็บความชื้นที่แตกต่างกัน

ปริมาณโค้ก

ขนาดอนุภาคของปิโตรเลียมโค้กมีผลอย่างมากต่อผลผลิตจริง การใช้พลังงาน และคุณภาพของโค้กที่เผาแล้ว ปิโตรเลียมโค้กที่มีปริมาณผงโค้กสูงจะทำให้เกิดการสูญเสียคาร์บอนอย่างมากในระหว่างกระบวนการเผา สภาวะการจุดไฟที่ไม่เหมาะสมและสภาวะอื่นๆ อาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การแตกหักก่อนกำหนดของตัวเตาเผา การเผาไหม้มากเกินไป การอุดตันของวาล์วระบาย การหลวมและแตกเป็นผงง่ายของโค้กที่เผาแล้ว และส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของเตาเผา ในขณะเดียวกัน ความหนาแน่นที่แท้จริง ความหนาแน่นจากการอัด ความพรุน และความแข็งแรงของโค้กที่เผาแล้ว รวมถึงความต้านทานและประสิทธิภาพการออกซิเดชันก็มีผลอย่างมากเช่นกัน โดยขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะของคุณภาพการผลิตปิโตรเลียมโค้กในประเทศ ปริมาณผงโค้ก (5 มม.) จะถูกควบคุมให้อยู่ระหว่าง 30%-50%

ปริมาณโค้กช็อต

ช็อตโค้ก หรือที่รู้จักกันในชื่อโค้กทรงกลมหรือช็อตโค้ก มีลักษณะค่อนข้างแข็ง หนาแน่น และไม่มีรูพรุน อยู่ในรูปของมวลหลอมเหลวทรงกลม ผิวของช็อตโค้กเรียบ และโครงสร้างภายในไม่สอดคล้องกับภายนอก เนื่องจากไม่มีรูพรุนบนพื้นผิว เมื่อผสมกับสารยึดเกาะอย่างน้ำมันดินถ่านหิน สารยึดเกาะจึงแทรกซึมเข้าไปในโค้กได้ยาก ส่งผลให้การยึดเกาะไม่แน่นและเกิดข้อบกพร่องภายในได้ง่าย นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของช็อตโค้กยังสูง ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความร้อนสูงได้ง่ายเมื่อทำการอบขั้วบวก ดังนั้น ปิโตรเลียมโค้กที่ใช้ในขั้วบวกที่ผ่านการอบเบื้องต้นจะต้องไม่มีช็อตโค้กปนอยู่

Catherine@qfcarbon.com   +8618230208262