Grafiruotas naftos koksas yra procesas, kuris paverčia šalutinį naftos rafinavimo produktą, naftos koksą, į didelio našumo laidžią medžiagą. Šio proceso esmė yra gydymas aukštai temperatūroje ir struktūriniu optimizavimu, kuris pertvarko anglies atomus naftos kokse nuo netvarkingos būsenos iki užsakytos grafito struktūros, taip padidindamas jo laidumą ir mechanines savybes. Žemiau yra pagrindiniai šio proceso žingsniai ir savybės:
Žaliavos išankstinis apdorojimas
Naftos koksas yra kietas produktas, gautas iš naftos liekanos arba asfalto kokele, kurį pirmiausia sudaro anglies, turinčios nedidelį kiekį vandenilio, sieros, deguonies ir kitų priemaišų. Prieš grafitizavimą, naftos koksas paprastai patiria kalcinavimą, kad pašalintų lakius komponentus ir kai kurias priemaišas, pagerindamas jo mechaninį stiprumą ir cheminį stabilumą. Tai apima kalcinavimą rotacinėje krosnyje esant {{{0}} laipsniui, siekiant sumažinti lakiųjų kiekį iš 8-12% iki mažesnio nei 0,5%, pašalinant mikrotraumų, kuriuos sukelia porų susitraukimas. Tikrasis naftos kokso tankis turi viršyti 2,05 g\/cm³, o sieros kiekis turi būti sumažintas iki 2,5%.
| parametras | koksas (nepaliktas) | Kalcinuotas koksas (CPC) |
|---|---|---|
| Nepastovi medžiaga | 8-12% | ＜0.5% |
| Atsparumas (μΩ · m) | 8000 | 500-700 |
| Gniuždymo stipris (MPA) | 15 | 35 |
Grafitizacijos procesas
Graphitizacija yra pagrindinis žingsnis paverčiant naftos koksą į laidžią medžiagą. Šis procesas paprastai atliekamas „Acheson“ krosnies ar vidinės serijos krosnyje esant {{0}} laipsniui, kai aukšta temperatūra sukelia anglies atomus naftos kokse pertvarkyti į grafito struktūrą. Tai apima grotelių pertvarkymą, perėjimą nuo netvarkingos turbostratinės struktūros prie ababo grafito sluoksniuotos struktūros, padidinant grafitizacijos laipsnį iki daugiau nei 93%. Pridėjus metalų katalizatorių, tokių kaip geležis ar kobaltas, esant 0. 1-0. 5%, grafitizacijos laiką gali sutrumpinti 30% ir išplėsti grūdų dydį iki 50 μm. Tradiciniai grafitizacijos procesai dažniausiai yra partijos pagrindu, tačiau pastaraisiais metais atsirado nuolatinė grafitizacijos technologija, gerinanti gamybos efektyvumą ir mažinant energijos suvartojimą.
Našumo tobulinimas ir modifikavimas
Grafituotas naftos koksas pasižymi puikiu laidumu ir mažu atsparumu, todėl jis tinka aukščiausios klasės pritaikymams, tokiems kaip ličio jonų akumuliatoriaus anodo medžiagos ir grafito elektrodai. Be to, cheminis aktyvinimas ar fizinis modifikavimas gali dar labiau sustiprinti jo specifinį paviršiaus plotą ir poringumą, pagerindama jo efektyvumą energijos kaupimo įrenginiuose.
Programos ir vertė
Dėl puikaus laidumo ir cheminio stabilumo grafitizuotas naftos koksas tapo svarbiausiu naujojo energijos sektoriaus medžiaga, ypač ličio jonų baterijose ir superkondensatoriuose. Jo gamybos procesas ne tik pasiekia didelės vertės naftos kokso panaudojimą, bet ir teikia kritinę žaliavų paramą naujajai energetikos pramonei.
Nuo „juodojo aukso“ iki pagrindinės medžiagos, skirtos naujai energijai
Grafituoto naftos kokso gamybos procesą galima prilyginti „alchemijos“ formai, paverčiančiai nebrangų naftos rafinavimo šalutinius produktus į didelės vertės laidžias medžiagas. Šis procesas ne tik parodo šiuolaikinės cheminės technologijos tobulėjimą, bet ir įkūnija tvarią išteklių perdirbimo plėtros koncepciją.
Apibendrinant galima pasakyti, kad grafituoto naftos kokso gamybos procesas yra šiuolaikinių medžiagų mokslo ir chemijos inžinerijos integracijos modelis. Tai ne tik teikia pagrindines medžiagas naujajai energetikos pramonei, bet ir atveria naujas galimybes giliai naudoti naftos koksą.
