Công nghệ | Yêu cầu về chỉ số chất lượng của than cốc dầu mỏ dùng trong sản xuất nhôm

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp nhôm điện phân, ngành công nghiệp sản xuất anode nhôm nung sơ bộ đã trở thành một điểm nóng đầu tư mới, sản lượng anode nung sơ bộ đang tăng lên, than cốc dầu mỏ là nguyên liệu chính của anode nung sơ bộ, và các chỉ số của nó sẽ có tác động nhất định đến chất lượng sản phẩm.

Hàm lượng lưu huỳnh

Hàm lượng lưu huỳnh trong than cốc dầu mỏ chủ yếu phụ thuộc vào chất lượng dầu thô. Nói chung, khi hàm lượng lưu huỳnh trong than cốc dầu mỏ tương đối thấp, lượng tiêu hao điện cực giảm khi hàm lượng lưu huỳnh tăng, bởi vì lưu huỳnh làm tăng tốc độ cốc hóa nhựa đường và giảm độ xốp của quá trình cốc hóa nhựa đường. Đồng thời, lưu huỳnh cũng kết hợp với các tạp chất kim loại, làm giảm khả năng xúc tác của các tạp chất kim loại trong việc ức chế phản ứng của carbon dioxide và phản ứng của không khí với điện cực carbon. Tuy nhiên, nếu hàm lượng lưu huỳnh quá cao, nó sẽ làm tăng độ giòn nhiệt của điện cực carbon, và vì lưu huỳnh chủ yếu chuyển hóa thành pha khí dưới dạng oxit trong quá trình điện phân, nó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường điện phân, và áp lực bảo vệ môi trường sẽ rất lớn. Ngoài ra, hiện tượng sunfua hóa có thể hình thành màng sắt trên thanh điện cực, làm tăng sự sụt giảm điện áp. Khi nhập khẩu dầu thô của nước ta tiếp tục tăng và các phương pháp chế biến tiếp tục được cải thiện, xu hướng than cốc dầu mỏ kém chất lượng là điều không thể tránh khỏi. Để thích ứng với những thay đổi về nguyên liệu thô, các nhà sản xuất anode nung sẵn và ngành công nghiệp nhôm điện phân đã thực hiện rất nhiều chuyển đổi và đột phá công nghệ. Theo điều tra của các doanh nghiệp sản xuất anode nung sẵn trong nước Trung Quốc, than cốc dầu mỏ có hàm lượng lưu huỳnh khoảng 3% thường có thể được nung trực tiếp.

 

Nguyên tố vi lượng

Các nguyên tố vi lượng trong than cốc dầu mỏ chủ yếu bao gồm Fe, Ca, V, Na, Si, Ni, P, Al, Pb, v.v. Do nguồn dầu mỏ khác nhau của các nhà máy lọc dầu, thành phần và hàm lượng các nguyên tố vi lượng rất khác nhau. Một số nguyên tố vi lượng được đưa vào từ dầu thô, chẳng hạn như S, V, v.v. Một số kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ cũng được đưa vào, và một số hàm lượng tro sẽ được thêm vào trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, chẳng hạn như Si, Fe, Ca, v.v. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong than cốc dầu mỏ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của anot nung sơ bộ và chất lượng cũng như cấp độ của sản phẩm nhôm điện phân. Ca, V, Na, Ni và các nguyên tố khác có tác dụng xúc tác mạnh đối với phản ứng oxy hóa anot, thúc đẩy quá trình oxy hóa chọn lọc anot, khiến anot bị rơi xỉ và tắc nghẽn, làm tăng sự tiêu hao quá mức của anot; Si và Fe chủ yếu ảnh hưởng đến chất lượng nhôm nguyên chất, và hàm lượng Si tăng lên sẽ làm tăng độ cứng của nhôm, giảm độ dẫn điện, và sự tăng hàm lượng Fe có ảnh hưởng lớn đến độ dẻo và khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm. Kết hợp với yêu cầu sản xuất thực tế của doanh nghiệp, hàm lượng các nguyên tố vi lượng như Fe, Ca, V, Na, Si và Ni trong than cốc dầu mỏ cần được giới hạn ở mức thấp.

 

Vật chất dễ bay hơi

Hàm lượng chất dễ bay hơi cao trong than cốc dầu mỏ cho thấy lượng phần chưa được cốc hóa còn lại nhiều hơn. Hàm lượng chất dễ bay hơi quá cao sẽ ảnh hưởng đến mật độ thực của than cốc đã nung và làm giảm hiệu suất thực tế của than cốc đã nung, nhưng một lượng chất dễ bay hơi thích hợp lại có lợi cho quá trình nung than cốc dầu mỏ. Sau khi than cốc dầu mỏ được nung ở nhiệt độ cao, hàm lượng chất dễ bay hơi sẽ giảm. Vì người sử dụng khác nhau có những kỳ vọng khác nhau về hàm lượng chất dễ bay hơi, kết hợp với nhu cầu thực tế của nhà sản xuất và người sử dụng, nên quy định rằng hàm lượng chất dễ bay hơi không được vượt quá 10%-12%.

 

Tro

Các tạp chất khoáng không cháy (nguyên tố vi lượng) còn lại sau khi phần cháy của than cốc dầu mỏ được đốt cháy hoàn toàn trong điều kiện nhiệt độ cao 850 độ và tuần hoàn không khí được gọi là tro. Mục đích của việc đo tro là để xác định hàm lượng các tạp chất khoáng (nguyên tố vi lượng) nhằm đánh giá chất lượng than cốc dầu mỏ. Kiểm soát hàm lượng tro cũng đồng nghĩa với việc kiểm soát các nguyên tố vi lượng. Hàm lượng tro quá cao chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của chính cực dương và nhôm nguyên chất. Kết hợp với nhu cầu thực tế của người sử dụng và tình hình sản xuất thực tế của các doanh nghiệp, quy định rằng hàm lượng tro không được vượt quá 0,3%-0,5%.

 

Độ ẩm

Các nguồn chính gây ra hiện tượng nước trong than cốc dầu mỏ: Thứ nhất, khi xả than cốc từ tháp luyện cốc, than cốc dầu mỏ được xả xuống bể chứa than cốc dưới tác động của việc cắt thủy lực; thứ hai, xét về khía cạnh an toàn, sau khi xả than cốc, than cốc dầu mỏ chưa được làm nguội hoàn toàn cần được phun nước để làm nguội; thứ ba, than cốc dầu mỏ về cơ bản được chất đống ngoài trời trong các bể chứa than cốc và bãi chứa, và hàm lượng ẩm của nó cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi môi trường; thứ tư, than cốc dầu mỏ có cấu trúc khác nhau và khả năng giữ ẩm khác nhau.

 

Hàm lượng Coca

Kích thước hạt của than cốc dầu mỏ có ảnh hưởng lớn đến năng suất thực tế, mức tiêu thụ năng lượng và than cốc nung. Than cốc dầu mỏ có hàm lượng bột than cốc cao sẽ bị hao hụt cacbon nghiêm trọng trong quá trình nung. Hiện tượng bắn tóe và các điều kiện khác dễ dẫn đến các vấn đề như vỡ thân lò sớm, cháy quá mức, tắc nghẽn van xả, than cốc nung bị tơi xốp và dễ bị nghiền vụn, ảnh hưởng đến tuổi thọ của lò nung. Đồng thời, khối lượng riêng, khối lượng riêng khi nén, độ xốp, độ bền của than cốc nung, điện trở suất và khả năng chống oxy hóa cũng bị ảnh hưởng lớn. Dựa trên tình hình cụ thể về chất lượng sản xuất than cốc dầu mỏ trong nước, lượng bột than cốc (5mm) được kiểm soát trong khoảng 30%-50%.

 

Hàm lượng cocaine trong shot

Than cốc dạng hạt, còn được gọi là than cốc hình cầu hoặc than cốc bắn, tương đối cứng, đặc và không xốp, tồn tại dưới dạng khối nóng chảy hình cầu. Bề mặt của than cốc dạng hạt nhẵn, và cấu trúc bên trong không đồng nhất với bên ngoài. Do thiếu lỗ rỗng trên bề mặt, khi nhào trộn với chất kết dính là nhựa than đá, chất kết dính khó thấm vào bên trong than cốc, dẫn đến liên kết lỏng lẻo và dễ bị lỗi bên trong. Ngoài ra, hệ số giãn nở nhiệt của than cốc dạng hạt cao, dễ gây ra nứt do sốc nhiệt khi nung anot. Than cốc dầu mỏ được sử dụng trong anot nung sơ bộ không được chứa than cốc dạng hạt.

Catherine@qfcarbon.com   +8618230208262


Thời gian đăng bài: 20/12/2022