Quá trình làmthan cốc dầu mỏ nung (CPC)bao gồm một loạt các bước trong đó than cốc dầu mỏ chịu nhiệt độ cao trong môi trường được kiểm soát để loại bỏ các chất dễ bay hơi và tạp chất, tạo ra sản phẩm có hàm lượng cacbon cao hơn.
Dưới đây là tổng quan về quy trình điển hình để sản xuất than cốc dầu mỏ nung:
1. Sản xuất than cốc dầu xanh (GPC)
Trước khi quá trình nung có thể xảy ra, than cốc dầu mỏ (thường được gọi là "than cốc dầu mỏ xanh" hoặc GPC) trước tiên phải được sản xuất. Bước này xảy ra trong quá trình tinh chế dầu thô, đặc biệt là trong quá trìnhluyện cốc bị trì hoãnhoặcCracking xúc tác hóa lỏng(FCC) quá trình. Quá trình này bao gồm việc phân hủy các phần dầu thô nặng thành các sản phẩm nhẹ hơn và than cốc dầu mỏ là sản phẩm phụ.
Quá trình luyện cốc: Trong quá trình luyện cốc, dầu cặn nặng được nung nóng và nứt trong lò, dẫn đến hình thành cốc dầu mỏ. Than cốc thu được từ quá trình này được gọi là than cốc "xanh" và nó chứa một lượng đáng kể chất dễ bay hơi (chủ yếu là hydrocarbon) cần được loại bỏ.
2. nung
Than cốc dầu mỏ màu xanh lá cây sau đó được đưa vàonung-một quy trình xử lý ở nhiệt độ cao nhằm loại bỏ các hydrocacbon dễ bay hơi và các tạp chất khỏi than cốc.
Các bước trong quá trình nung:
lò nung: GPC được đặt vào mộtlò quayhoặc mộtlò trục đứng. Lò quay là loại phổ biến nhất và liên quan đến việc quay than cốc bên trong lò hình trụ được làm nóng bên ngoài bằng cách đốt nhiên liệu (khí tự nhiên, dầu hoặc nhiên liệu khác).
sưởi ấm: Nhiệt độ bên trong lò tăng dần lên khoảng1200 độ đến 1400 độ(2200 độ F đến 2550 độ F). Mức này đủ cao để phá vỡ các vật liệu dễ bay hơi còn lại trong than cốc, để lại dạng carbon tinh khiết hơn (than cốc nung).
Sự biến động: Trong quá trình gia nhiệt, các chất dễ bay hơi (như lưu huỳnh, hydro và các tạp chất khác) trong than cốc sẽ bay hơi và bị đẩy ra khỏi lò. Điều này dẫn đến sản phẩm ổn định hơn, đậm đặc hơn và giàu carbon hơn.
thanh lọc: Quá trình nung cũng làm giảm hàm lượng lưu huỳnh, nitơ và kim loại, nâng cao hơn nữa độ tinh khiết và tính chất của CPC.
làm mát: Sau khi nung, than cốc nung nóng được làm nguội trong môi trường được kiểm soát. Việc làm mát này có thể diễn ra ngay trong lò hoặc trong một khu vực làm mát riêng biệt, thường sử dụng không khí hoặc nước.
3. Kiểm soát và sàng lọc chất lượng
Sau khi làm mát, than cốc dầu mỏ đã nung thường được sàng lọc để đảm bảo kích thước hạt đồng đều, vì vật liệu này có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau với các yêu cầu khác nhau về kích thước hạt và độ tinh khiết.
Sàng lọc: Than cốc được đưa qua sàng hoặc sàng để tách các hạt mịn ra khỏi các khối lớn hơn. Các hạt mịn có thể được xử lý thêm hoặc sử dụng cho các ứng dụng cụ thể, trong khi các khối lớn hơn có thể được xử lý thành nhiều dạng khác nhau (như CPC cấp cực dương).
Kiểm tra: Các mẫu CPC thường được kiểm tra hàm lượng cacbon, hàm lượng lưu huỳnh, hàm lượng tro, sự phân bố kích thước hạt và các tạp chất khác (chẳng hạn như các kim loại như vanadi, niken và sắt) để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu chất lượng cho mục đích sử dụng.
4. Lưu trữ và đóng gói
Cuối cùng, than cốc dầu mỏ đã nung được lưu trữ trong silo hoặc các đơn vị lưu trữ khác. Nó có thể được đóng gói để vận chuyển hoặc vận chuyển trực tiếp đến các ngành công nghiệp (như luyện nhôm hoặc sản xuất thép), nơi nó sẽ được sử dụng để sản xuất điện cực, cực dương hoặc các sản phẩm khác.
Thiết bị chính được sử dụng trong quá trình nung:
Lò quay: Một lò hình trụ quay cung cấp môi trường nhiệt độ được kiểm soát cho quá trình nung.
Lò nung trục đứng (VSF): Một lò nung trong đó than cốc được nạp thẳng đứng và khí nóng chảy xung quanh than cốc để cung cấp nhiệt.
Bộ làm mát: Hệ thống hạ nhiệt độ cốc nung sau quá trình.
Sàng hoặc sàng lọc: Dùng để phân loại than cốc theo kích thước hạt.
Công cụ lấy mẫu và kiểm tra: Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Tóm tắt quá trình nung:
Sản xuất than cốc dầu mỏ xanh: Có nguồn gốc từ quá trình lọc dầu thô.
nung: GPC được nung nóng trong lò quay hoặc lò trục ở nhiệt độ 1200–1400 độ, làm bay hơi các tạp chất.
làm mát: Than cốc đã nung được làm nguội và chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo.
Sàng lọc và xét nghiệm: Để đảm bảo chất lượng, than cốc được sàng lọc và phân tích.
Lưu trữ và vận chuyển: Sản phẩm cuối cùng được bảo quản và đóng gói để sử dụng trong công nghiệp.
