ทิศทางการวิจัยและพัฒนาทางเทคโนโลยีในอนาคตสำหรับถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์คืออะไร?

ทิศทางการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคตของถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์ส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่ประเด็นต่อไปนี้:

เทคโนโลยีความบริสุทธิ์สูงและมีสิ่งเจือปนต่ำ

ด้วยการปรับปรุงกระบวนการโค้กกิ้งแบบหน่วงเวลาและเทคนิคการกำจัดกำมะถันอย่างล้ำลึก ปริมาณกำมะถัน เถ้า และสิ่งเจือปนอื่นๆ ในปิโตรเลียมโค้กสามารถลดลงได้ ตัวอย่างเช่น โรงกลั่นน้ำมันชิงเต่าของซิโนเป็กได้ลดปริมาณกำมะถันลงเหลือต่ำกว่า 0.3% ซึ่งตรงกับความต้องการปิโตรเลียมโค้กที่มีกำมะถันต่ำในภาคพลังงานใหม่ ในอนาคต จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีการกำจัดเถ้าที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นเพื่อลดปริมาณเถ้าจาก 8-10% โดยน้ำหนักให้ต่ำกว่า 1% โดยน้ำหนัก เพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์ของวัสดุและความเสถียรของประสิทธิภาพ

การพัฒนาผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ตามความต้องการเฉพาะ

ควรมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมโค้กชนิดพิเศษสำหรับงานระดับสูง เช่น วัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียม และสารลดปฏิกิริยาสำหรับวัตถุดิบซิลิคอนในเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวอย่างเช่น โค้กสำหรับแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าต้องมีคุณสมบัติตรงตามตัวชี้วัด เช่น ปริมาณกำมะถัน <0.5% และปริมาณเถ้า <0.3% เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ ปิโตรเลียมโค้กเกรดเซลล์แสงอาทิตย์ยังต้องการโครงสร้างรูพรุนที่เหมาะสมที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการลดปฏิกิริยาและลดต้นทุนการผลิตวัตถุดิบซิลิคอน

การประมวลผลเชิงลึกและการใช้ประโยชน์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง

ควรพัฒนาผลิตภัณฑ์แปรรูปขั้นสูง เช่น เข็มโค้กและเส้นใยคาร์บอน เพื่อเพิ่มมูลค่าเพิ่มให้กับอุตสาหกรรม เข็มโค้กซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษ มีความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมากในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้าและห่วงโซ่อุปทานพลังงานใหม่ ตัวอย่างเช่น บริษัท Jinzhou Petrochemical สามารถผลิตเข็มโค้กได้อย่างต่อเนื่องในระยะยาว ตอบสนองความต้องการของตลาดระดับสูงได้

เทคโนโลยีการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรกับธรรมชาติ

เพื่อตอบสนองต่อนโยบายด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ จึงจำเป็นต้องพัฒนากระบวนการผลิตที่ก่อให้เกิดมลพิษต่ำและใช้พลังงานต่ำ ตัวอย่างเช่น การอิเล็กโทรไลซิสด้วยเกลือหลอมเหลวสามารถทำให้เกิดกราไฟต์ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1000°C ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานลง 40% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิมที่ใช้อุณหภูมิสูงและความดันสูง (สูงกว่า 2000°C) และสามารถใช้ได้กับวัตถุดิบคาร์บอนหลากหลายชนิด นอกจากนี้ เทคโนโลยีการกระตุ้นด้วยเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบดช่วยป้องกันการจับตัวเป็นก้อนโดยการเติมอนุภาคเฉื่อย ทำให้เวลาในการกระตุ้นสั้นลงเหลือ 2-8 ชั่วโมง และลดการใช้พลังงานลงอีกด้วย

เทคโนโลยีควบคุมโครงสร้างรูพรุนที่แม่นยำ

ด้วยเทคนิคการกระตุ้นแบบไล่ระดับและการเติมสารเจือปนในแหล่งกำเนิด โครงสร้างรูพรุนของคาร์บอนพรุนที่ผลิตจากปิโตรเลียมโค้กสามารถควบคุมได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุ ตัวอย่างเช่น การใช้กลไกการกระตุ้นแบบเสริมฤทธิ์กันของ H₂O/CO₂ จะสร้างโครงสร้างคอมโพสิตไมโครรูพรุน-เมโซรูพรุน (อัตราส่วนเมโซรูพรุน 20%-60%) เพื่อให้เหมาะกับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ในขณะเดียวกัน การเติม NH₃ หรือ H₃PO₄ ช่วยให้สามารถเติมอะตอมไนโตรเจน/ฟอสฟอรัส (ระดับการเติม 1-5 at%) ซึ่งช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าและกิจกรรมบนพื้นผิว

การขยายขอบเขตการใช้งานในภาคพลังงานใหม่

ควรมีการพัฒนาวัสดุพลังงานใหม่ เช่น ถ่านกัมมันต์ที่ผลิตจากปิโตรเลียมโค้กและคาร์บอนสำหรับซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ตัวอย่างเช่น คาร์บอนพรุนที่ผลิตจากปิโตรเลียมโค้ก ซึ่งเป็น "คู่หูทองคำ" สำหรับขั้วบวกซิลิคอน ช่วยเพิ่มเสถียรภาพในการใช้งานได้ถึง 300% ผ่านการควบคุมโครงสร้างรูพรุน (โครงสร้างรูพรุนปิดขนาด 50-500 นาโนเมตร) เพื่อลดการขยายตัวของปริมาตรซิลิคอน คาดการณ์ว่าขนาดตลาดโลกจะเกิน 120 พันล้านหยวนภายในปี 2030 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 25%

เทคโนโลยีการผลิตอัจฉริยะและอัตโนมัติ

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และบล็อกเชน สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ ตัวอย่างเช่น ระบบคลังสินค้าอัจฉริยะช่วยให้สามารถตรวจสอบสินค้าคงคลังแบบเรียลไทม์ ปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองได้ถึง 50% การตรวจสอบย้อนกลับด้วยบล็อกเชนช่วยให้สามารถรับรอง "รอยเท้าคาร์บอน" ของผลิตภัณฑ์ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านการลงทุน ESG ของสหภาพยุโรป