Kokas minyak yang grafitisasi adalah bahan baku dasar utama untuk bahan akhir - tinggi seperti lithium - baterai ion bahan elektroda negatif, tinggi - elektroda daya, dan grafit khusus. Kinerja secara langsung mempengaruhi kualitas dan daya saing produk. Karena bahan baku dari Coke Perminyakan, Sulfur (S) dan berbagai elemen logam adalah kotoran kunci yang sulit dihindari. Kehadiran dan residu mereka memiliki dampak besar pada kinerja Coke Petroleum.
1. Mekanisme pengaruh kotoran pada kinerja Coke Petroleum Graphitized
(1)Pengaruh Sulfur:
Gelar grafitisasi dan cacat struktural:
Sulfur lolos terutama dalam bentuk sulfur - yang mengandung gas (seperti h₂s, cos, so₂) selama grafitisasi suhu- tinggi. Proses desulfurisasi ini akan meninggalkan cacat struktural seperti lubang dan dislokasi dalam struktur karbon, menghancurkan keteraturan jaringan heksagonal karbon, dan secara signifikan mengurangi tingkat grafitisasi produk akhir. Grafitisasi yang tidak mencukupi secara langsung menyebabkan penurunan konduktivitas listrik dan konduktivitas termal, dan penurunan kepadatan sejati.
Koefisien Ekspansi:
Sulfur residual atau sulfida akan gasifikasi dan mengembang lagi ketika digunakan pada suhu tinggi, menyebabkan volume bahan meningkat tajam, meningkatkan koefisien ekspansi termal material, secara serius mempengaruhi stabilitas dimensi suhu {0} {0} {tinggi, dan bahkan menyebabkan kegagalan retak.
Kinerja elektrokimia:
Untuk bahan elektroda negatif baterai lithium, sulfur residual akan memperburuk dekomposisi elektrolit, membentuk film antarmuka elektrolit padat yang lebih tebal dan lebih tidak stabil pada permukaan elektroda negatif, meningkatkan kehilangan kapasitas yang tidak dapat diubah, mengurangi efisiensi Coulomb pertama, dan mempercepat peluruhan kapasitas siklus.
(2)Pengaruh elemen logam:
Grafitisasi katalitik dan gangguan struktural:
Logam transisi seperti vanadium (V), nikel (Ni), besi (Fe) dan senyawanya adalah katalis "grafitisasi katalitik" yang kuat pada suhu tinggi. Tindakan katalitik mereka akan menyebabkan grafitisasi berlebihan di daerah lokal atau membentuk struktur karbon yang tidak teratur, memperkenalkan sejumlah besar batas dan cacat butir, menghancurkan keseragaman keseluruhan, dan mengurangi keseluruhan konduktivitas listrik/termal dan kekuatan mekanik material.
Oksidasi Katalitik:
Pengotor logam seperti vanadium, nikel, dan besi (terutama vanadium oksida) adalah katalis yang kuat untuk oksidasi suhu - tinggi dari bahan karbon. Mereka secara signifikan mengurangi suhu oksidasi awal material, sangat mempercepat laju oksidasi di udara atau atmosfer co₂, dan sangat memperpendek masa pakai komponen suhu tinggi-.
Ash dan Polusi:
Kotoran logam adalah sumber utama Ash Coke Minyak. Kadar abu yang tinggi mengurangi kemurnian produk dan mempengaruhi konduktivitas listrik/termal. Dalam aplikasi ekstrem, ion logam dalam abu dapat menjadi sumber kontaminan.
Sifat elektrokimia:
Ion logam residu akan bermigrasi ke permukaan elektroda negatif, menghancurkan stabilitas film SEI, menyebabkan peningkatan diri -, kinerja siklus yang buruk, dan risiko keamanan potensial.
Stabilitas dan kekuatan volume:
Beberapa oksida logam dapat mengalami perubahan hidrasi atau fase dalam suhu tinggi atau lingkungan lembab, menyebabkan ekspansi volume lokal, mempengaruhi stabilitas dimensi dan kekuatan mekanik material.
2. Metode untuk menghilangkan kotoran dari bahan baku minyak bumi
(1)Metode desulfurisasi:
Desulfurisasi kalsinasi suhu tinggi:Metode pretreatment yang paling umum digunakan dan paling ekonomis. Mengatur Green Coke pada 1.200-1500 derajat di atmosfer lembam (untuk mencegah pembakaran oksidasi) menguraikan sebagian besar sulfur organik menjadi gas seperti H₂S dan COS.
Hydrodesulfurization (HDS):Menggunakan katalis dalam suhu - tinggi dan - tinggi lingkungan hidrogen tekanan. Sulfur organik dalam Coke Perminyakan dikonversi menjadi H₂s untuk dihapus.
Desulfurisasi oksidatif:Menggunakan oksidan (seperti udara/o₂, h₂o₂, asam nitrat, asam peroksi, dll.) Untuk mengoksidasi sulfur menjadi air - sulfat terlarut atau sulfur oksida yang sangat teroksidasi dalam kondisi tertentu, dan kemudian menghilangkannya dengan mencuci air.
Desulfurisasi Biologis:Menggunakan mikroorganisme spesifik untuk memetabolisme sulfur organik di Coke Perminyakan.
(2)Metode Demetallisasi:
Mencuci asam:Saat ini, metode demetalisasi yang paling umum dan efektif. Kokas yang dikalsinasi atau kokas hijau biasanya diobati dengan asam klorida, asam nitrat, asam hidrofluorat, atau asam campurannya. Asam dapat melarutkan sebagian besar oksida logam dan garam, dan terutama digunakan untuk menghilangkan air - pengotor garam yang larut.
High - memanggang suhu klorinasi:Gas klorin diperkenalkan atau zat klorinasi ditambahkan pada suhu tinggi untuk mengubah kotoran logam menjadi klorida yang mudah menguap untuk dihilangkan.
Cuci Alkali:Ini terutama digunakan untuk menghilangkan pengotor oksida asam seperti silikon (Si) dan aluminium (AL).
Di masa depan, dengan meningkatnya permintaan untuk Coke Minyak yang grafitisasi di bidang energi baru dan metalurgi akhir - tinggi, teknologi pemindahan pengotor akan berkembang ke arah intelijen dan karbonisasi rendah, seperti mengoptimalkan gradien suhu kalsinasi melalui AI, mengembangkan green {{{1} {{{1} {{{{1} yang rendah.
