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技术支持

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嘉碳带您揭秘煅烧石油焦生产工艺

 

一、原料煅烧的目的

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          九层逆流罐式煅烧炉

 

1、排除原料中的水分和挥发份

石油焦原料通常都含有一定数量的挥发份,原料经过煅烧可排除其中的挥发份,从而提高原料的固定碳含量,石油焦原料一般都含有3~10%的水分,通过煅烧排除原料中的水分,有利于破碎、筛分及磨粉等作业的进行,提高石油焦原料对粘结剂的吸附性能,有利于产品质量的提高。
2、提高原料的密度和机械强度

石油焦材料经过煅烧,由于挥发份的排除,体积收缩,密度增大,强度提高,同时获得较好的热稳定性,从而减少制品在煅烧时产生二次收缩,原料煅烧越充分,对产品质量就越有利。

3、改善原料的导电性能

石油焦原料经过煅烧后排除了挥发份,同时分子结构也发生变化,电阻率降低从而提高了原料的导电性,一般来说,原料煅烧程度越高,煅后料的导电性越好,对生产制品的质量越有利。

4、提高原料的抗氧化性能

石油焦原料经过煅烧,随温度的升高,通过原料的热解和聚合过程,氢、氧、硫等杂质相继排出,化学活性下降,物理化学性质趋于稳定,从而提高了原料的抗氧化性能。

 

二、煅烧过程原料的物化性质变化

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1250℃火道煅烧

1、原料所含挥发份的排除

石油焦在煅烧过程中的变化是复杂的,既有物理变化又有化学变化,原料在低温烘干阶段(200℃以下)所发生的变化(主要是排出水分),基本上是属于物理变化;而在挥发份的排出阶段,主要是化学变化,原料中即发生芳香族化合物的分解,又产生缩聚过程。

在煅烧过程中随热处理温度的升高碳质原料排出的可燃性气体成为挥发份。石油焦所含挥发份的高低,取决于原料成焦温度或变质程度的高低,一般石油焦从200~300℃开始排出挥发份,挥发份逸出量随煅烧温度的升高而增大,在一定温度范围内挥发份的排出达到最大值(石油焦为500~700℃)。若继续升高温度,挥发份的排出量会急剧下降,当温度达到1100℃以上时,挥发份排出基本停止,煅后碳质材料的挥发份含量降低到0.5%以下。

2、原料的真密度变化

石油焦煅烧后的真密度都有较大程度的提高,从煅烧前的1.42~1.61g/cm³,提高到2.00~2.12 g/cm³,提高了约40%。煅烧过程中煅烧料的真密度随煅烧温度的变化呈很好的直线关系。这表明测定煅烧料的真密度可以直接反映石油焦的煅烧程度以及所处的煅烧温度。煅烧料真密度的提高,主要是由于石油焦在高温下的不断溢出挥发份并同时发生分解缩聚反应,导致结构重排和体积收缩的结果。石油焦煅烧过程中真密度的增大与其挥发份的逸出密切相关。由于真密度可以表示煅烧石油焦的结构致密化程度和微晶规整化程度,因此煅烧石油焦的真密度可以用来评价石油焦质量的优劣以及煅烧工艺的好坏。一般来说,在同样温度下的煅烧石油焦的真密度越高,则其越容易石墨化。

3、原料的杭氧化性变化

随着煅烧温度的提高,石油焦所含杂质逐渐排除,降低了石油焦的化学活性,同时,在煅烧过程中石油焦热解逸出的碳氢化合物在原料颗粒表面和孔壁沉积一层致密有光泽的热解碳膜,其化学性能稳定,从而提高了煅烧石油焦抗氧化性能。

4、原料的体积(密度)变化

所有石油焦煅烧后体积都有所收缩,但收缩程度不一样,原料的挥发份含量大并在煅烧过程中逸出量多,则其体积收缩大。例如,石油焦在煅烧过程中体积收缩比较大,达到20%以上。

 

总之,在煅烧过程中,石油焦的物理化学性质的变化主要取决于煅烧石油焦的性质,也取决于煅烧温度。一般煅烧石油焦温度控制在1250℃左右,此时,碳素原料形成碳原子平面网络成两维空间的有序排列。

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