煅烧作为炭素制品生产过程中的第一道关键工序,直接决定炭素制品的性能。工业生产中石油焦的煅烧温度通常能达到1250~1350℃,在高温煅烧下,石油焦发生剧烈的热解缩聚反应,其结构不断重排逐渐趋向有序化、致密化同时伴随挥发分的脱除以及硫分与氢的排出,煅后焦的物理化学性能得以改善。
煅烧温度及原料焦特性是影响煅后焦性能的关键因素。本文选取了四种不同特性的原料油焦分别在1050、1110、1150、1200、1250、1300℃下进行煅烧处理。
通过检测煅后焦的实收率、体积密度、真密度、电阻率、CO2反应性和空气反应性等性能指标,系统分析了煅烧焦温度及石油焦原料特性(灰分、挥发分、硫含量和杂质元素)对煅后焦性能的影响。
选取四种来自国内不同炭素厂的1#、2#、3#和4#石油焦进行试验。四种石油焦的基本性质和杂质元素如下表1、表2所示,1#石油焦硫含量最高。
表1 石油焦基本性质(%)
由表1可知,不同石油焦的挥发分和水分差别较大,灰分相差不大。
表2 石油焦杂质元素含量(10-6%)
由表2可知,1#和2#石油焦Ca、Na和V元素含量较高。
取同等质量50g的原料石油焦,将原料石油焦置于螺纹坩埚中,于箱式电阻炉中升温煅烧,最终温度分别为1050、1100、1150、1200、1250℃,终温保温1h。
通过观察实收率、体积密度、真密度、电阻率、CO2反应性和空气反应性等6项指标判定高温煅烧下煅后石油焦的物理化学性能。
煅烧温度对煅后焦实收率的影响
下图1是煅烧温度对不同煅后焦实收率的影响。由图1可知,不同石油焦原料实收率随煅烧温度增加整体呈降低趋势,四种石油焦实收率变化转折点均在1150℃。
但不同石油焦原料之间的实收率差异较大,其中2#石油焦的实收率最低,最高的是3#石油焦。
其中1#、2#、4#石油焦实收率均在1150℃后大幅降低,3#石油焦的降低程度最低,主要是由石油焦的结构差异,导致挥发分、水分溢出通道不同而引起的。
从实收率来看,煅烧采用3#石油焦较好,能够尽可能的提高实收率,降低煅烧过程中的损失。
图1 煅烧温度对煅后焦实收率的影响
煅烧温度在1050~1300℃范围内,煅后焦的实收率随着煅烧温度的增加而整体降低。在不同煅烧温度下,煅后焦体积密度、真密度、电阻率、CO2反应性及空气反应性等又发生何种变化?下期连载文章中小编再与大家一起探究,欢迎继续关注!