Grafiruotas naftos koksas yra pagrindinė pagrindinė žaliava, skirta aukštai - galinėms medžiagoms, tokioms kaip ličio - jonų akumuliatoriaus neigiamos elektrodo medžiagos, aukštos - galios elektrodai ir specialus grafitas. Jo našumas daro tiesioginį poveikį produkto kokybei ir konkurencingumui. Kadangi grafituoto naftos kokso žaliavos, siera (-os) ir įvairūs metalo elementai yra pagrindinės priemaišos, kurių sunku išvengti. Jų buvimas ir likučiai daro didelę įtaką grafituoto naftos kokso veikimui.
1. Priemaišų įtakos grafituoto naftos kokso veikimui mechanizmas
(1)Sieros įtaka:
Grafitizacijos laipsnis ir struktūriniai defektai:
Siera pabėga daugiausia kaip sieros - pavidalu, turinčioje dujų (pvz., H₂s, cos, So₂) aukšto - temperatūros grafitizacijos metu. Šis desulfurizacijos procesas paliks tokius struktūrinius defektus kaip skylės ir dislokacijos anglies struktūroje, sunaikins anglies šešiakampio tinklelio reguliarumą ir žymiai sumažins galutinio produkto grafiizavimo laipsnį. Nepakankamas grafitizavimas tiesiogiai lemia elektrinio laidumo ir šilumos laidumo sumažėjimą ir tikrojo tankio sumažėjimą.
Plėtros koeficientas:
Liekamoji sieros ar sulfido likutis bus dujuojamas ir vėl išsiplės, kai bus naudojamas aukštoje temperatūroje, todėl medžiagos tūris smarkiai padidės, padidindamas medžiagos šiluminio išsiplėtimo koeficientą, rimtai paveikdama aukštą - temperatūros matmenų stabilumą ir šiluminio smūgio atsparumą ir netgi sukeliant įtrūkimo gedimą.
Elektrocheminis našumas:
Ličio akumuliatoriaus neigiamų elektrodų medžiagoms liekamoji siera pablogins elektrolito skilimą, sudarys storesnę ir nestabilesnę kietos elektrolito sąsajos plėvelę ant neigiamo elektrodo paviršiaus, padidinkite negrįžtamą talpos praradimą, sumažinkite pirmąjį Kulono efektyvumą ir pagreitinkite ciklo talpos skilimo skilimą.
(2)Metalo elementų įtaka:
Katalitinis grafitizavimas ir struktūrinis sutrikimas:
Pereinamieji metalai, tokie kaip vanadis (V), nikelis (Ni), geležis (Fe) ir jų junginiai, yra galingi „katalizinio grafitizacijos“ katalizatoriai aukštoje temperatūroje. Jų katalizinis poveikis sukels per didelį grafitizavimą vietinėse vietose arba sudaro netvarkingas anglies struktūras, sukels daug grūdų ribų ir defektų, sunaikins bendrą vienodumą ir sumažins bendrą medžiagos elektrinį/šilumos laidumą ir mechaninį stiprumą.
Katalitinė oksidacija:
Metalo priemaišos, tokios kaip vanadis, nikelis ir geležis (ypač vanadžio oksidai), yra galingi aukštų -} oksidacijos temperatūros katalizatoriai. Jie žymiai sumažina pradinę medžiagos oksidacijos temperatūrą, smarkiai pagreitina jos oksidacijos greitį ore ar CO₂ atmosferoje ir smarkiai sutrumpina aukšto - temperatūros komponentų tarnavimo laiką.
Pelenai ir tarša:
Metalo priemaišos yra pagrindinis naftos kokso pelenų šaltinis. Didelis pelenų kiekis sumažina produkto grynumą ir daro įtaką elektriniam/šilumos laidumui. Esant ekstremaliai, metalų jonai pelenuose gali tapti teršalų šaltiniu.
Elektrocheminės savybės:
Likę metalų jonai migruos į neigiamo elektrodo paviršių, sunaikins SEI plėvelės stabilumą, padidins savęs - iškrovą, blogą ciklo veikimą ir galimą saugos riziką.
Garsumo stabilumas ir stiprumas:
Kai kurie metalo oksidai gali būti hidratacija arba fazės keitimas aukštoje temperatūroje ar drėgnoje aplinkoje, sukeldami vietinio tūrio išsiplėtimą, turintį įtakos medžiagos matmenų stabilumui ir mechaniniam stiprumui.
2. Priemaišų pašalinimo iš naftos kokso žaliavų pašalinimo metodai
(1)Desulfurizacijos metodas:
Aukštos temperatūros kalcinavimas desulfurizavimas:Dažniausiai naudojamas ir ekonomiškiausias išankstinio gydymo metodas. Žaliasis koksas, esant 1200–1500 laipsnių, inertinėje atmosferoje (siekiant išvengti oksidacijos degimo), daugumą organinės sieros skaido į dujas, tokias kaip H₂S ir COS.
Hidrodesulfurizacija (HDS):Naudojant katalizatorių aukštoje - temperatūroje ir aukštoje - slėgio vandenilio aplinkoje. Organinė siera naftos kokse paverčiama H₂S, kad būtų pašalinta.
Oksidacinis desulfurizavimas:Naudojant oksidantą (pvz., Orą/O₂, H₂O₂, azoto rūgštį, peroksidinę rūgštį ir kt.), Norėdami oksiduoti sierą į vandenį - tirpi sulfato arba labai oksiduotų sieros oksidų konkrečiomis sąlygomis, o po to pašalinkite jį plaunant vandeniu.
Biologinis desulfurizavimas:Naudojant specifinius mikroorganizmus, norint metabolizuoti organinę sierą naftos kokse.
(2)Demetallizacijos metodas:
Rūgšties plovimas:Šiuo metu pats įprastas ir efektyviausias demetalizavimo metodas. Kalcinuotas koksas arba žalias koksas paprastai gydomas druskos rūgštimi, azoto rūgštimi, hidrofluoro rūgštimi arba jų mišriomis rūgštimis. Rūgštis gali ištirpinti daugumą metalų oksidų ir druskų ir daugiausia naudojama vandeniui pašalinti - tirpios druskos priemaišos.
Aukštas - temperatūros chlorinimo skrudinimas:Įvedamos chloro dujos arba aukštoje temperatūroje pridedama chlorinimo agentas, kad metalo priemaišos būtų paverčiamos lakiais chloridais, kad būtų galima pašalinti.
ALKALI PLAUKIMAS:Jis daugiausia naudojamas rūgščių oksido priemaišų, tokių kaip silicis (SI) ir aliuminis (AL), pašalinti.
Ateityje, didėjant grafituoto naftos kokso paklausai naujos energijos ir aukštos -} metalurgijos laukuose, priemaišų pašalinimo technologija vystysis intelekto ir žemo karbonizacijos kryptimi, pavyzdžiui, optimizuojant kalcinavimo temperatūrą, per AI, vystydamasis žemai - energijos mikrovavų desulfurizacijos įrangai ir ir tt, siekiant palengvinti žalią atnaujinimą.
