Mit der rasanten Entwicklung der elektrolytischen Aluminiumindustrie ist die Aluminium-Vorbrennanodenindustrie zu einem neuen Investitions-Hotspot geworden, die Produktion von Vorbrennanoden nimmt zu, Petrolkoks ist der Hauptrohstoff für Vorbrennanoden und seine Indizes werden einen gewissen Einfluss auf die Qualität der Produkte haben.
Schwefelgehalt
Der Schwefelgehalt in Petrolkoks hängt hauptsächlich von der Rohölqualität ab. Generell gilt: Bei relativ niedrigem Schwefelgehalt in Petrolkoks sinkt der Anodenverbrauch mit steigendem Schwefelgehalt, da Schwefel die Verkokungsrate von Asphalt erhöht und die Porosität der Asphaltverkokung verringert. Gleichzeitig verbindet sich Schwefel mit Metallverunreinigungen, wodurch die Katalyse durch Metallverunreinigungen reduziert wird und die Kohlendioxid- und Luftreaktivität von Kohlenstoffanoden unterdrückt wird. Ein zu hoher Schwefelgehalt erhöht jedoch die thermische Sprödigkeit der Kohlenstoffanode. Da Schwefel während des Elektrolyseprozesses hauptsächlich in Form von Oxiden in die Gasphase übergeht, beeinträchtigt dies die Elektrolyseumgebung erheblich und erhöht den Umweltschutzdruck. Außerdem kann sich auf dem Eisenfilm der Anodenstäbe Schwefelsäure bilden, was den Spannungsabfall erhöht. Da die Rohölimporte Chinas weiter steigen und die Verarbeitungsverfahren verbessert werden, ist der Trend zu minderwertigem Petrolkoks unvermeidlich. Um sich an veränderte Rohstoffe anzupassen, haben die Hersteller vorgebrannter Anoden und die elektrolytische Aluminiumindustrie zahlreiche technologische Transformationen und technologische Durchbrüche durchgeführt. Aus Chinas inländischen vorgebrannten Anoden kann Petrolkoks mit einem Schwefelgehalt von etwa 3 % nach Untersuchungen von Produktionsunternehmen im Allgemeinen direkt kalziniert werden.
Spurenelemente
Zu den Spurenelementen in Petrolkoks zählen hauptsächlich Fe, Ca, V, Na, Si, Ni, P, Al, Pb usw. Aufgrund der unterschiedlichen Ölquellen der Erdölraffinerien sind Zusammensetzung und Gehalt der Spurenelemente sehr unterschiedlich. Einige Spurenelemente wie S und V usw. werden aus Rohöl eingebracht. Einige Alkalimetalle und Erdalkalimetalle werden ebenfalls eingebracht, und einige Aschegehalte wie Si, Fe und Ca usw. werden während des Transports und der Lagerung hinzugefügt. Der Gehalt an Spurenelementen in Petrolkoks wirkt sich direkt auf die Lebensdauer vorgebrannter Anoden und die Qualität und Güte elektrolytischer Aluminiumprodukte aus. Ca, V, Na, Ni und andere Elemente haben eine starke katalytische Wirkung auf die anodische Oxidationsreaktion, was die selektive Oxidation der Anode fördert, wodurch die Anode Schlacke abgibt und verstopft und der übermäßige Verbrauch der Anode erhöht wird. Si und Fe beeinflussen hauptsächlich die Qualität von Primäraluminium. Ein erhöhter Si-Gehalt erhöht die Härte des Aluminiums und verringert die elektrische Leitfähigkeit. Ein erhöhter Fe-Gehalt hat großen Einfluss auf die Plastizität und Korrosionsbeständigkeit der Aluminiumlegierung. In Kombination mit den tatsächlichen Produktionsanforderungen der Unternehmen sollte der Gehalt an Spurenelementen wie Fe, Ca, V, Na, Si und Ni in Petrolkoks begrenzt werden.
Flüchtige Stoffe
Der hohe Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von Petrolkoks deutet darauf hin, dass der unverkokte Anteil stärker transportiert wird. Ein zu hoher Gehalt an flüchtigen Bestandteilen beeinträchtigt die tatsächliche Dichte des kalzinierten Kokses und verringert die tatsächliche Ausbeute an kalziniertem Koks. Ein angemessener Gehalt an flüchtigen Bestandteilen fördert jedoch die Kalzinierung von Petrolkoks. Nach der Kalzinierung des Petrolkoks bei hohen Temperaturen sinkt der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen. Da unterschiedliche Anwender unterschiedliche Erwartungen an den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen haben und die tatsächlichen Bedürfnisse von Herstellern und Anwendern berücksichtigt werden, wird festgelegt, dass der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 10–12 % nicht überschreiten sollte.
Asche
Die nicht brennbaren mineralischen Verunreinigungen (Spurenelemente), die nach der vollständigen Verbrennung des brennbaren Teils des Petrolkokses bei hohen Temperaturen von 850 Grad und Luftzirkulation verbleiben, werden als Asche bezeichnet. Die Aschemessung dient dazu, den Gehalt an mineralischen Verunreinigungen (Spurenelementen) zu ermitteln und so die Qualität des Petrolkokses zu beurteilen. Durch die Kontrolle des Aschegehalts werden auch die Spurenelemente kontrolliert. Ein zu hoher Aschegehalt beeinträchtigt die Qualität der Anode und des Primäraluminiums. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Bedürfnisse der Anwender und der tatsächlichen Produktionssituation der Unternehmen wird festgelegt, dass der Aschegehalt 0,3–0,5 % nicht überschreiten sollte.
Feuchtigkeit
Die Hauptursachen für den Wassergehalt in Petrolkoks sind: Erstens wird der Petrolkoks beim Entladen des Koksturms durch hydraulisches Schneiden in das Koksbecken entladen. Zweitens muss der noch nicht vollständig abgekühlte Petrolkoks nach dem Entladen aus Sicherheitsgründen besprüht werden, um ihn abzukühlen. Drittens wird Petrolkoks grundsätzlich im Freien in Koksbecken und Lagerplätzen gelagert, und sein Feuchtigkeitsgehalt wird auch von der Umgebung beeinflusst. Viertens weist Petrolkoks unterschiedliche Strukturen und ein unterschiedliches Feuchtigkeitsspeichervermögen auf.
Koksgehalt
Die Partikelgröße von Petrolkoks hat großen Einfluss auf die tatsächliche Ausbeute, den Energieverbrauch und den kalzinierten Koks. Petrolkoks mit hohem Pulverkoksanteil geht während des Kalzinierungsprozesses stark Kohlenstoff verloren. Schießende und andere Bedingungen können leicht zu Problemen wie vorzeitigem Bruch des Ofenkörpers, Überbrennen, Verstopfung des Auslassventils, lockerem und leichtem Pulverisieren des kalzinierten Kokses führen und die Lebensdauer des Kalzinators beeinträchtigen. Gleichzeitig haben die tatsächliche Dichte, Klopfdichte, Porosität und Festigkeit des kalzinierten Kokses, sein spezifischer Widerstand und sein Oxidationsverhalten großen Einfluss. Basierend auf der spezifischen Situation der inländischen Petrolkoksproduktionsqualität wird die Menge an Pulverkoks (5 mm) innerhalb von 30 % bis 50 % kontrolliert.
Shot-Cola-Gehalt
Schrotkoks, auch Kugelkoks oder Schrotkoks genannt, ist relativ hart, dicht und porenfrei und liegt in Form einer kugelförmigen Schmelze vor. Die Oberfläche des Schrotkokses ist glatt, die innere Struktur weicht von der äußeren ab. Aufgrund der fehlenden Poren an der Oberfläche kann das Bindemittel beim Kneten mit Kohlenteerpech als Bindemittel nur schwer in das Innere des Kokses eindringen, was zu losen Bindungen und der Gefahr innerer Defekte führt. Zudem hat Schrotkoks einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, was beim Brennen der Anode leicht zu Thermoschockrissen führen kann. Der in der vorgebrannten Anode verwendete Petrolkoks darf keinen Schrotkoks enthalten.
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Veröffentlichungszeit: 20. Dezember 2022