उच्च-सल्फर बनाम निम्न-सल्फर पेट्रोलियम कोक: विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कैसे चुनें?

पेट्रोलियम कोक की सल्फर सामग्री इसकी गुणवत्ता ग्रेड और अनुप्रयोग सीमा को मापने के लिए मुख्य संकेतक है। वर्तमान उद्योग मानकों के अनुसार, 1% से कम सल्फर सामग्री वाले पेट्रोलियम कोक को कम {{2}सल्फर कोक (1#, 2ए के अनुरूप) कहा जाता है, 1% और 3% के बीच सल्फर सामग्री को मध्यम {7}सल्फर कोक (2बी, 2सी, 3ए, 3बी, 3सी के अनुरूप) कहा जाता है, और 3% से अधिक सल्फर सामग्री को उच्च {14}सल्फर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कोक. यह वर्गीकरण सीधे पेट्रोलियम कोक के डाउनस्ट्रीम गंतव्य और बाजार मूल्य को निर्धारित करता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, अधिक परिष्कृत वर्गीकरण मानकों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चीनी विलंबित पेट्रोलियम कोक गुणवत्ता मानक (ZBE44002-86) के अनुसार, कच्चे कोक को नंबर . 1, नंबर . 2 और नंबर . 3 में वर्गीकृत किया गया है, प्रत्येक को ए कोक और बी कोक में विभाजित किया गया है। नहीं. 1 एक कोक में सल्फर सामग्री 0.5% से अधिक नहीं है, नहीं. 1 बी कोक में 0.8% से अधिक नहीं है, नहीं. 2 एक कोक में 1.0% से अधिक नहीं है, और नहीं. 2 बी कोक में 1.5% से अधिक नहीं है। अक्षर जितना पुराना होगा और संख्या जितनी छोटी होगी, सल्फर की मात्रा उतनी ही कम होगी और गुणवत्ता उतनी ही बेहतर होगी।

यह ध्यान देने योग्य है कि 3% या इससे अधिक सल्फर सामग्री वाले पेट्रोलियम कोक के लिए वर्तमान में कोई राष्ट्रीय मानक नहीं है। हालाँकि सिनोपेक द्वारा पहले जारी किए गए उद्यम मानक को समाप्त कर दिया गया है, फिर भी इसका उपयोग उच्च सल्फर कोक बाजार में किया जाता है।

अपनी बेहतर गुणवत्ता के साथ निम्न-{0}सल्फर कोक, उच्च-स्तरीय कार्बन उत्पादों के लिए पसंदीदा कच्चा माल बन गया है, जो ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, लिथियम-आयन बैटरी एनोड सामग्री और उच्च-स्तरीय प्रीबेक्ड एनोड में एक अपूरणीय भूमिका निभा रहा है।

• ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड निम्न सल्फर कोक के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक हैं। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल पेट्रोलियम कोक है। साधारण पावर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड में पिच कोक की थोड़ी मात्रा जोड़ी जा सकती है, लेकिन पेट्रोलियम कोक और पिच कोक दोनों की सल्फर सामग्री 0.5% से अधिक नहीं हो सकती। उच्च {{5}शक्ति या अल्ट्रा{6}उच्च-शक्ति ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए, सुई कोक की आवश्यकता होती है। उच्च तापमान ग्रेफाइटाइजेशन प्रक्रिया के दौरान सल्फर सामग्री का ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन पर विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, सल्फर को पूरी तरह से जारी नहीं किया जा सकता है। जब इलेक्ट्रोड 1500 डिग्री से ऊपर के तापमान के संपर्क में आता है, तो सल्फर विघटित हो जाता है, जिससे क्रिस्टल का विस्तार होता है। ठंडा होने पर, क्रिस्टल सिकुड़ जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड टूट जाता है। यह घटना, जिसे "गैस विस्तार" के रूप में जाना जाता है, ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड की गुणवत्ता और प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करती है।

अल्ट्रा{0}}हाई-पावर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड को न केवल कम प्रतिरोधकता की आवश्यकता होती है, बल्कि ग्रेफाइटाइजेशन के बाद कम थर्मल विस्तार गुणांक, अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध और अच्छे थर्मल शॉक प्रतिरोध की भी आवश्यकता होती है। उच्च {{3}प्रदर्शन सुई कोक का उपयोग उच्च {{5}शक्ति और अल्ट्रा{6}उच्च{7}शक्ति विद्युत भट्टियों के लिए उच्च{{4}गुणवत्ता वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जबकि लगभग 1% सल्फर युक्त पेट्रोलियम कोक का उपयोग मुख्य रूप से एनोड पेस्ट या कार्बन एनोड के उत्पादन के लिए एल्यूमीनियम गलाने वाले उद्योग में किया जाता है।

• लिथियम-आयन बैटरी एनोड सामग्री

हाल के वर्षों में, नई ऊर्जा वाहनों और ऊर्जा भंडारण उद्योगों की विस्फोटक वृद्धि के साथ, लिथियम {{1}आयन बैटरी एनोड सामग्री के क्षेत्र में कम {0}सल्फर कोक का अनुप्रयोग तेजी से उभरा है। कम -सल्फर कोक में थर्मल विस्तार का कम गुणांक, कम सरंध्रता, कम राख और धातु तत्व सामग्री, उच्च चालकता होती है, और इसे आसानी से ग्रेफाइटाइज़ किया जाता है, जिससे यह कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री तैयार करने के लिए एक आदर्श कच्चा माल बन जाता है।

वर्तमान में, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पेट्रोलियम कोक, जिसका बड़ी मात्रा में उपयोग किया जाता है, सभी निम्न-सल्फर कोक हैं, और कम-सल्फर कोक की कम आपूर्ति के कारण लागत अधिक हो जाती है। कम {{3}सल्फर कोक की मांग संरचना में, लिथियम {4}आयन बैटरी एनोड का हिस्सा 29% है, और पारंपरिक क्षेत्रों से मांग पर इसका भीड़-भाड़ वाला प्रभाव तेजी से प्रमुख होता जा रहा है। एनोड सामग्री कंपनियां अपनी विस्तार गति को बनाए रखती हैं, और कम -सल्फर कोक की मांग अच्छी तरह से बढ़ रही है।

• उच्च -अंत प्रीबेक्ड एनोड्स

प्रीबेक्ड एनोड एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस कोशिकाओं में प्रमुख घटक हैं, जो करंट का संचालन करते हैं और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, और एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं। कम उत्सर्जन वाले एनोड सल्फर सामग्री और ट्रेस तत्व संकेतकों पर सख्त नियंत्रण के साथ पेट्रोलियम कोक का उपयोग करते हैं, जो एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस संचालन में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है, जो एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस उद्योग के "दोहरे कार्बन" लक्ष्यों के तहत ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी में योगदान देता है। प्रीबेक्ड एनोड के लिए उपयोग किए जाने वाले पेट्रोलियम कोक में आमतौर पर 1.5% से कम सल्फर सामग्री की आवश्यकता होती है।

• अन्य उच्च -अंत अनुप्रयोग

कार्बन राइजर के क्षेत्र में, फाउंड्री उद्योग को आमतौर पर बेहद कम सल्फर सामग्री की आवश्यकता होती है, अक्सर 98% से अधिक की निश्चित कार्बन सामग्री और 0.05% से कम सल्फर सामग्री के साथ "अर्ध - ग्रेफाइटाइज्ड" या "पूरी तरह से ग्रेफिटाइज्ड" पेट्रोलियम कोक का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, उच्च शुद्धता वाले ग्रेफाइट उत्पादों के उत्पादन के लिए कच्चे माल की राख की मात्रा यथासंभव कम होनी चाहिए (उदाहरण के लिए, 0.15% से नीचे)।

हालाँकि उच्च -सल्फर कोक में सल्फर की मात्रा अधिक होती है, यह लागत और उत्पादन पैमाने के मामले में काफी प्रतिस्पर्धी है, और फिर भी विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

• प्रीबेक्ड एनोड्स

इलेक्ट्रोलाइटिक एल्युमीनियम उद्योग के तेजी से विकास के साथ, एल्युमीनियम के लिए प्रीबेक्ड एनोड के उत्पादन में उच्च -सल्फर कोक का उपयोग बढ़ती प्रवृत्ति दिखा रहा है। कम सल्फर कोक की आपूर्ति में कमी के कारण, कई कार्बन संयंत्रों को उच्च सल्फर पेट्रोलियम कोक का उपयोग करना पड़ता है, जिससे प्रीबेक्ड एनोड कार्बन ब्लॉकों की सल्फर सामग्री में वृद्धि होती है, जो बदले में एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन मानकों से अधिक के जोखिम में डाल देती है।

तकनीकी स्तर पर, विभिन्न सल्फर सामग्री के साथ मिश्रित पेट्रोलियम कोक का उपयोग एल्यूमीनियम एनोड निर्माताओं के लिए एनोड गुणवत्ता, एनोड खपत और पर्यावरणीय प्रदर्शन को संतुलित करने का एक महत्वपूर्ण साधन बन गया है। उचित सम्मिश्रण प्रक्रिया के माध्यम से, लागत को नियंत्रित करते हुए पर्यावरणीय आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।

• ईंधन क्षेत्र में,

उच्च -सल्फर कोक को पारंपरिक रूप से सीमेंट संयंत्रों और बिजली संयंत्रों में ईंधन के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता रहा है। हालाँकि, लगातार सख्त हो रही पर्यावरण नीतियों के कारण, ईंधन के रूप में उच्च सल्फर कोक के उपयोग को महत्वपूर्ण प्रतिबंधों का सामना करना पड़ रहा है। "ऊर्जा संरक्षण और कार्बन न्यूनीकरण कार्य योजना" स्पष्ट रूप से निर्धारित करती है कि उच्च -सल्फर कोक का उपयोग ईंधन के रूप में नहीं किया जा सकता है। कार्बन उत्सर्जन कटौती नीतियों से प्रेरित, उच्च सल्फर कोक को ईंधन और ग्लास निर्माण जैसे अनुप्रयोगों में प्रतिस्थापन दबाव का सामना करना पड़ता है।

• लिथियम आयन बैटरी एनोड सामग्री में नए प्रयास

यद्यपि कम {{0}सल्फर कोक लिथियम {{1}आयन बैटरी एनोड के लिए मुख्यधारा की पसंद बना हुआ है, उच्च {{2}सल्फर कोक, सस्ते कच्चे माल और उच्च उत्पादन मात्रा के लागत लाभ के साथ, एनोड सामग्री क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग का पता लगाने के लिए कई ग्रेफाइट निर्माताओं को आकर्षित कर रहा है। हालाँकि, उच्च सल्फर कोक में अत्यधिक उच्च सल्फर सामग्री समस्याओं की एक श्रृंखला को जन्म देती है: ग्रेफाइटाइजेशन के दौरान, सल्फर गैसीय रूप में निकल जाता है, जिससे ग्रेफाइट सरंध्रता और विशिष्ट सतह क्षेत्र बढ़ जाता है; साथ ही, सल्फर निरंतर ग्रेफाइट वृद्धि में बाधा डालता है, जिससे क्रिस्टल सिकुड़ जाते हैं, ग्रेफाइट अनिसोट्रॉपी कम हो जाती है, और परिणामस्वरूप संघनन घनत्व, क्षमता और प्रारंभिक कूलम्बिक दक्षता में उल्लेखनीय कमी आती है। वर्तमान में, उद्योग मिश्रित ग्रेफाइट एनोड सामग्री जैसी प्रौद्योगिकियों का विकास कर रहा है, जो कच्चे माल के निर्माण और प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से उच्च सल्फर कोक की अंतर्निहित सीमाओं को दूर करने का प्रयास कर रहा है।

• रासायनिक उत्पादन

उच्च -सल्फर साधारण कच्चे कोक का उपयोग रासायनिक उत्पादन में किया जा सकता है, जैसे कैल्शियम कार्बाइड और सिलिकॉन कार्बाइड का निर्माण, या धातु कास्टिंग और ग्लास निर्माण में ईंधन के रूप में।

उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए पेट्रोलियम कोक के चयन को निम्नानुसार संक्षेपित किया जा सकता है:

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड: साधारण पावर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के लिए पेट्रोलियम कोक सल्फर सामग्री की आवश्यकता 0.5% से अधिक नहीं होती है; उच्च {{1}शक्ति और अल्ट्रा{{2}उच्च{{3}शक्ति ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड को सुई कोक की आवश्यकता होती है, यहां तक ​​कि सख्त सल्फर सामग्री आवश्यकताओं के साथ।

लिथियम-आयन बैटरी एनोड सामग्री: वर्तमान में, मुख्यधारा की व्यावसायिक सामग्री निम्न {{0}सल्फर कोक (सल्फर सामग्री 1% से कम) है, और उच्च गुणवत्ता वाली एनोड सामग्री में अत्यधिक सख्त सल्फर सामग्री नियंत्रण होता है।

पूर्वनिर्मित एनोड: आमतौर पर सल्फर की मात्रा 1.5% से कम होनी आवश्यक है; कम {{1}उत्सर्जन एनोड की और भी सख्त आवश्यकताएं हैं, जिन्हें "दोहरे कार्बन" लक्ष्य के तहत पर्यावरण मानकों को पूरा करने की आवश्यकता है।

कार्बोनाइज़र: कास्टिंग - ग्रेड कार्बोनाइजर्स के लिए बेहद कम सल्फर सामग्री (0.05% से कम या उसके बराबर) की आवश्यकता होती है, जिसके लिए "अर्ध - ग्रेफाइटाइज्ड" या "पूरी तरह से ग्रेफाइटाइज्ड" पेट्रोलियम कोक का उपयोग आवश्यक होता है।

रासायनिक उत्पादन और ईंधन: उच्च सल्फर वाले साधारण कच्चे कोक का उपयोग रासायनिक उत्पादन में किया जा सकता है, लेकिन ईंधन के रूप में इसका उपयोग सख्ती से सीमित है।

पेट्रोलियम कोक का चयन करते समय, मुख्य संकेतक के रूप में सल्फर सामग्री के अलावा, राख सामग्री, वास्तविक घनत्व, थर्मल शॉक प्रतिरोध और आकृति विज्ञान जैसे कारकों पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए। राख की मात्रा क्रिस्टलीकरण में बाधा डालती है और उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करती है; वास्तविक घनत्व क्रिस्टलीयता की डिग्री को दर्शाता है; और आकृति विज्ञान विशिष्ट अनुप्रयोगों में पेट्रोलियम कोक की प्रयोज्यता निर्धारित करता है। उद्योग की सर्वसम्मति है: इच्छित उपयोग इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम एनोड या उच्च अंत ग्रेफाइट उत्पादों के लिए ग्रेड चयन को निर्धारित करता है, ग्रेड ए कोक को प्राथमिकता दी जाती है; निम्नतम कार्बन उत्पादों या ईंधन के लिए, ग्रेड बी और उससे नीचे का चयन किया जा सकता है।

"दोहरी कार्बन" लक्ष्यों की निरंतर प्रगति और नए ऊर्जा उद्योग के तेजी से विकास की पृष्ठभूमि में, कम {{0}सल्फर कोक और उच्च {{1}सल्फर कोक की बाजार स्थिति गहन समायोजन के दौर से गुजर रही है। कम {{3}सल्फर कोक, उच्च अंत अनुप्रयोगों में अपनी अपूरणीय भूमिका के साथ, लगातार बढ़ती मांग का अनुभव कर रहा है; जबकि उच्च -सल्फर कोक को लगातार कठोर पर्यावरणीय बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है और तकनीकी उन्नयन और अनुप्रयोग विस्तार में तत्काल सफलता की आवश्यकता है। उद्योग के पेशेवरों के लिए, विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए पेट्रोलियम कोक की गुणवत्ता आवश्यकताओं को सटीक रूप से समझना और बाजार की आपूर्ति और मांग के पैटर्न और मूल्य रुझानों के आधार पर वैज्ञानिक निर्णय लेना, तेजी से विभेदित पेट्रोलियम कोक बाजार में लाभ हासिल करने के लिए महत्वपूर्ण होगा।