Graphitized Petroleum Coke ist ein wichtiges grundlegendes Rohstoff für hohe - Endmaterialien wie Lithium - Ion -Batterie -Negative Elektrodenmaterialien, hoch - Leistungselektroden und spezielle Graphit. Die Leistung wirkt sich direkt auf die Qualität und Wettbewerbsfähigkeit des Produkts aus. Da die Rohstoffe der graphitisierten Erdölkoks, sind Schwefel und verschiedene Metallelemente wichtige Verunreinigungen, die schwer zu vermeiden sind. Ihre Anwesenheit und ihre Rückstände haben einen großen Einfluss auf die Leistung von Graphitized Petroleum Coke.
1. Der Mechanismus des Einflusses von Verunreinigungen auf die Leistung von graphitisiertem Erdölkoks
(1)Der Einfluss von Schwefel:
Graphitisierungsgrad und strukturelle Defekte:
Schwefel entgeht hauptsächlich in Form von Schwefel - mit Gas (wie H₂s, cos, so₂) während der Hoch - Temperaturgrafisierung. Dieser Desulfurisierungsprozess lässt strukturelle Defekte wie Löcher und Versetzungen in der Kohlenstoffstruktur, zerstören die Regelmäßigkeit des Carbon -Hexagonal -Gitters und verringern den Graphitisierungsgrad des Endprodukts signifikant. Eine unzureichende Graphitisierung führt direkt zu einer Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit und der thermischen Leitfähigkeit und zu einer Abnahme der echten Dichte.
Expansionskoeffizient:
Restschwefel oder Sulfid wird bei hoher Temperatur wieder vergeht und expandiert, wodurch das Volumen des Materials stark zunimmt, wodurch der thermische Expansionskoeffizient des Materials erhöht wird, was dem hohen - Temperaturdimensionsstabilität und thermischem Stoßwiderstand und sogar Rissversagen beeinflusst.
Elektrochemische Leistung:
Bei Lithiumbatterien negative Elektrodenmaterialien verschlechtern der Restschwefel die Zersetzung des Elektrolyten, bilden einen dickeren und instabileren festen Elektrolyt -Grenzflächenfilm auf der negativen Elektrodenoberfläche, erhöhen Sie den Verlust der irreversiblen Kapazität, reduzieren Sie die erste Coulomb -Effizienz und beschleunigen Sie den Zykluskapazitätsverlust.
(2)Einfluss von Metallelementen:
Katalytik -Graphitisierung und strukturelle Störung:
Übergangsmetalle wie Vanadium (V), Nickel (NI), Eisen (Fe) und ihre Verbindungen sind leistungsstarke "katalytische Graphitisierung" -Katalysatoren bei hohen Temperaturen. Ihre katalytische Wirkung führt zu einer übermäßigen Graphitisierung in lokalen Bereichen oder bildet störende Kohlenstoffstrukturen, führt eine große Anzahl von Korngrenzen und -fehlern ein, zerstört die Gesamtgleichmäßigkeit und verringert die gesamte elektrische/thermische Leitfähigkeit und mechanische Stärke des Materials.
Katalytische Oxidation:
Metallverunreinigungen wie Vanadium, Nickel und Eisen (insbesondere Vanadiumoxide) sind starke Katalysatoren für hohe - Temperaturoxidation von Kohlenstoffmaterialien. Sie reduzieren die anfängliche Oxidationstemperatur des Materials signifikant, beschleunigen seine Oxidationsrate in Luft- oder Co₂ -Atmosphäre erheblich und verkürzen die Lebensdauer von hohen Temperaturkomponenten stark.
Asche und Verschmutzung:
Metallverunreinigungen sind die Hauptquelle für Erdöl -Cola -Asche. Hoher Aschegehalt verringert die Reinheit des Produkts und beeinflusst die elektrische/thermische Leitfähigkeit. In extremen Anwendungen können Metallionen in der Asche zu einer Quelle für Verunreinigungen werden.
Elektrochemische Eigenschaften:
Restmetallionen migrieren auf die Oberfläche der negativen Elektrode, zerstören die Stabilität des SEI -Films, führen zu einem erhöhten Selbstentladung, einer schlechten Zyklus und potenziellen Sicherheitsrisiken.
Volumenstabilität und Stärke:
Einige Metalloxide können eine Hydratation oder Phasenänderung der hohen Temperatur- oder feuchten Umgebungen durchlaufen, was zu lokaler Volumenerweiterung führt und die dimensionale Stabilität und mechanische Stärke des Materials beeinflusst.
2. Methoden zum Entfernen von Verunreinigungen aus Erdöl -Koks -Rohstoffen
(1)Desulfurisationsmethode:
Hochtemperaturkalzinierungsdesulfurisierung:Die am häufigsten verwendete und wirtschaftlichste Vorbehandlungsmethode. Berechnen von Green Cola bei 1200-1500 Grad in einer inerten Atmosphäre (um die Oxidationsverbrennung zu verhindern) zersetzt den größten Teil des organischen Schwefels in Gase wie H₂s und COS.
Hydrodesulfurierung (HDS):Verwenden Sie einen Katalysator in einer hohen - -Temperatur und hoher - Druckhylerstoffumgebung. Der organische Schwefel in Erdölkoks wird zur Entfernung in H₂s umgewandelt.
Oxidative Entschwefelung:Unter Verwendung eines Oxidationsmittels (wie Luft/O₂, H₂o₂, Salpetersäure, Peroxysäure usw.), um Schwefel in Wasser - lösliches Sulfat oder stark oxidierte Schwefeloxide unter bestimmten Bedingungen zu oxidieren, und entfernen Sie es dann durch Wasserwaschen.
Biologische Entschwefelung:Verwendung spezifischer Mikroorganismen zur Metabolisierung des organischen Schwefels in Erdölkoks.
(2)Demetallisierungsmethode:
Säurewäsche:Derzeit ist die gängigste und effektivste Demetallisierungsmethode. Calcined Cola oder Green Cola wird normalerweise mit Salzsäure, Salpetersäure, Hydrofluorsäure oder ihren gemischten Säuren behandelt. Säure kann die meisten Metalloxide und Salze auflösen und wird hauptsächlich zum Entfernen von Wasser - Lösliche Salzverunreinigungen verwendet.
Hoch - Temperaturchlorierungsbraten:Chlorgas wird eingeführt oder ein Chlorierungsmittel bei hoher Temperatur zugesetzt, um Metallverunreinigungen zur Entfernung in flüchtige Chloride umzuwandeln.
Alkali -Waschen:Es wird hauptsächlich verwendet, um saure Oxidverunreinigungen wie Silizium (Si) und Aluminium (Al) zu entfernen.
Mit der wachsenden Nachfrage nach graphitisiertem Erdölkoks in den Feldern der neuen Energie und der hohen - Endmetallurgie entwickelt sich die Verunreinigungsentfernungstechnologie in Richtung der Intelligenz und niedriger Karbonisierung, wie die Optimierung des Kalzinentemperaturgradienten durch AI, die Entwicklung niedriger- Energiemikrowellen -Desulfurierungsausrüstung, usw., usw., um die grübliche Desulfurationsgeräte zu bewerben.
