Com o rápido desenvolvimento da indústria de alumínio eletrolítico, a indústria de ânodos de pré-cozimento de alumínio tornou-se um novo ponto de investimento promissor. A produção de ânodos de pré-cozimento está aumentando, sendo o coque de petróleo a principal matéria-prima, e seus índices terão um certo impacto na qualidade dos produtos.
Teor de enxofre
O teor de enxofre no coque de petróleo depende principalmente da qualidade do petróleo bruto. De modo geral, quando o teor de enxofre no coque de petróleo é relativamente baixo, o consumo do ânodo diminui com o aumento do teor de enxofre, pois o enxofre aumenta a taxa de coqueificação do asfalto e reduz a porosidade do coqueamento asfáltico. Ao mesmo tempo, o enxofre também se combina com impurezas metálicas, reduzindo a catálise por impurezas metálicas e suprimindo a reatividade do dióxido de carbono e do ar nos ânodos de carbono. No entanto, se o teor de enxofre for muito alto, aumentará a fragilidade térmica do ânodo de carbono e, como o enxofre é convertido principalmente na fase gasosa na forma de óxidos durante o processo de eletrólise, afetará seriamente o ambiente da eletrólise, representando uma grande pressão sobre a proteção ambiental. Além disso, a sulfuração pode se formar na película de ferro da haste do ânodo, aumentando a queda de tensão. Como as importações de petróleo bruto do meu país continuam a aumentar e os métodos de processamento continuam a melhorar, a tendência de coque de petróleo de qualidade inferior é inevitável. Para se adaptarem às mudanças nas matérias-primas, os fabricantes de ânodos pré-cozidos e a indústria de alumínio eletrolítico realizaram diversas transformações e avanços tecnológicos. Segundo pesquisas de empresas produtoras chinesas, o coque de petróleo com teor de enxofre de cerca de 3% geralmente pode ser calcinado diretamente.
Oligoelementos
Os principais elementos traço presentes no coque de petróleo incluem Fe, Ca, V, Na, Si, Ni, P, Al, Pb, etc. Devido às diferentes fontes de petróleo utilizadas nas refinarias, a composição e o teor desses elementos traço variam bastante. Alguns elementos traço são provenientes do petróleo bruto, como S e V. Metais alcalinos e alcalino-terrosos também são introduzidos, e alguns elementos, como Si, Fe e Ca, são adicionados durante o transporte e armazenamento devido ao aumento do teor de cinzas. O teor de elementos traço no coque de petróleo afeta diretamente a vida útil dos ânodos pré-cozidos e a qualidade e o grau de pureza dos produtos de alumínio eletrolítico. Ca, V, Na, Ni e outros elementos exercem forte efeito catalítico na reação de oxidação anódica, promovendo a oxidação seletiva do ânodo, o que pode causar a formação de escória e bloqueios, além de aumentar o consumo excessivo do ânodo. O silício (Si) e o ferro (Fe) afetam principalmente a qualidade do alumínio primário. O aumento do teor de Si eleva a dureza do alumínio e reduz sua condutividade elétrica, enquanto o aumento do teor de Fe influencia significativamente a plasticidade e a resistência à corrosão da liga de alumínio. Considerando as necessidades reais de produção das empresas, o teor de elementos traço como Fe, Ca, V, Na, Si e Ni no coque de petróleo deve ser limitado.
Matéria volátil
O alto teor de voláteis no coque de petróleo indica que a fração não coqueificada é mais abundante. Um teor excessivamente alto de voláteis afetará a densidade real do coque calcinado e reduzirá o rendimento real do mesmo, mas uma quantidade adequada de voláteis é favorável à calcinação do coque de petróleo. Após a calcinação do coque de petróleo em alta temperatura, o teor de voláteis diminui. Como diferentes usuários têm diferentes expectativas em relação ao teor de voláteis, e considerando as necessidades reais de fabricantes e usuários, estipula-se que o teor de voláteis não deve exceder 10% a 12%.
Cinzas
As impurezas minerais não combustíveis (elementos traço) remanescentes após a queima completa da parte combustível do coque de petróleo sob alta temperatura de 850 graus e circulação de ar são chamadas de cinzas. O objetivo da medição das cinzas é identificar a quantidade de impurezas minerais (elementos traço) presentes, a fim de avaliar a qualidade do coque de petróleo. Controlar o teor de cinzas também controla os elementos traço. Um teor excessivo de cinzas certamente afetará a qualidade do próprio ânodo e do alumínio primário. Considerando as necessidades reais dos usuários e a situação de produção das empresas, estipula-se que o teor de cinzas não deve exceder 0,3% a 0,5%.
Umidade
As principais fontes de umidade no coque de petróleo são: primeiro, quando a torre de coque é descarregada, o coque de petróleo é despejado na piscina de coque sob a ação do corte hidráulico; segundo, do ponto de vista da segurança, após a descarga, o coque de petróleo que não foi completamente resfriado precisa ser resfriado por aspersão; terceiro, o coque de petróleo é basicamente armazenado ao ar livre em piscinas de coque e pátios de armazenamento, e seu teor de umidade também será afetado pelo ambiente; quarto, o coque de petróleo possui estruturas diferentes e diferentes capacidades de retenção de umidade.
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O tamanho das partículas do coque de petróleo influencia significativamente o rendimento real, o consumo de energia e o coque calcinado. O coque de petróleo com alto teor de coque em pó apresenta perdas consideráveis de carbono durante o processo de calcinação. Condições como a detonação e outras podem facilmente levar a problemas como quebra prematura do corpo do forno, superaquecimento, obstrução da válvula de descarga, pulverização fácil e solta do coque calcinado, afetando a vida útil do calcinador. Ao mesmo tempo, a densidade real, a densidade aparente, a porosidade e a resistência do coque calcinado, bem como sua resistividade e desempenho à oxidação, são bastante influenciados. Considerando a situação específica da produção de coque de petróleo no mercado interno, a quantidade de coque em pó (5 mm) é controlada entre 30% e 50%.
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O coque granulado, também conhecido como coque esférico ou coque granulado, é relativamente duro, denso e não poroso, existindo na forma de massas fundidas esféricas. A superfície do coque granulado é lisa e a estrutura interna não é consistente com a externa. Devido à ausência de poros na superfície, quando misturado com o aglutinante piche de alcatrão de hulha, este encontra dificuldades para penetrar no interior do coque, resultando em ligações frouxas e propensão a defeitos internos. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do coque granulado é elevado, o que pode facilmente causar fissuras por choque térmico durante a cura do ânodo. O coque de petróleo utilizado em ânodos pré-curados não deve conter coque granulado.
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Data da publicação: 20 de dezembro de 2022