【技术】粒度对石油焦硫含量分布及煅烧脱硫的影响

发布时间: 2023-10-20 16:35:11 作者:中商碳素研究院


石油焦作为预焙阳极的主要原料,其质量对预焙阳极的性能有着重大的影响。硫会造成预焙阳极表面的裂纹,影响电阻率,造成预焙阳极消耗增大;高硫焦煅烧还会对电解槽、煅烧炉、余热系统设备造成侵蚀。因此,高硫焦脱硫对铝电解工业有重要的实用价值。本文通过试验的方式开展石油焦硫含量分布研究,探讨粒度对石油焦脱硫效果的影响规律。


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一、试验

(一)试验原料

选用3种不同硫含量的石油焦,分别取500g石油焦,放入球磨机磨碎,使粒度<0.15mm,再用三维混料机混匀后取样,用ICP-AES法测定试样中的硫含量,结果表明,3种石油焦的硫含量分别为1#石油焦2.54%、2#石油焦3.35%3#石油焦5.98%。


(二)试验方法

1、石油焦硫含量的测定

1#、2#和3#石油焦进行筛分,将5g不同粒度的石油焦研磨至-0.15mm,采用H1-SDS5161测硫仪,使用库伦滴定法,在1150℃条件下,将50mg试样均匀地洒在瓷舟上,在试样上撒一层薄薄的三氧化钨催化剂,送入反应区进行反应,按法拉第定律计算试样硫含量。

2、煅后焦硫含量的测定

分别称取5g筛分后不同粒度的石油焦,放置方式见下图1,石油焦置于陶瓷坩埚内,用填埋焦填埋,放入KBF13Q气氛炉中内煅烧,升温速率5℃/min,煅烧至1300℃并保温30min,然后冷却至室温,取出样品研磨,使粒度<0.15mm,然后秤取50mg左右试样,按照上述测定石油焦硫含量的方法测定煅后焦的硫含量。


1 煅烧试验装置示意图

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二、结果分析

(一)不同粒度石油焦的硫含量分布

不同粒度3种石油焦的硫含量分布见下图:

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1#石油焦在粒度-0.5mm时,硫含量为2.25~2.28%,波动较小;粒度>0.5mm时1#石油焦随着粒径的增加硫含量以较大幅度增长,从2.96%增长至3.67%;

2#石油焦在粒度-0.15mm时,硫含量为2.33~2.38%,波动较小;粒经在0.15-0.5mm范围内,硫含量以较大幅度增长至3.5%左右,粒径为0.5mm时2#石油焦硫含量稳定在3.5%左右;

3#石油焦的硫含量分布则比较均匀,整个粒度范围内,硫含量在5.86~6.05%之间。


(二)不同粒度煅后焦的硫含量分布

3种石油焦煅烧前后硫含量分布见下图:

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整个粒度范围内,1#煅后焦的硫含量均在2.33~2.35%内波动;粒径-0.5mm的1#石油焦脱硫效果较差,粒径在0.5mm以上的1#石油焦脱硫效果比较显著,且随着粒径的增大脱硫效果呈大幅上升趋势。结果表明,对粒径>0.5mm的1#石油焦进行煅烧脱硫效果较好。


粒径-2mm的2#石油焦脱硫效果很差,但从粒径0.5mm开始,随着粒径的增加,其脱硫率不断升高,粒径>2mm的2#石油焦有较明显的脱硫效果。因此最适宜2#石油焦脱硫粒径为1mm。


在整体粒径范围内,3#石油焦都有比较明显的脱硫效果,其中0.25~1mm的3#石油焦脱硫率最低,但相较其他粒度的3#石油焦脱硫效果差距不明显。粒度对3#石油焦的脱硫效果影响不大。


综上所述,粒度对3种石油焦中的硫含量分布有影响,且差异较大:从1#石油焦中可筛分出含硫量2.25%的石油焦(粒径-0.5mm)和含硫量3%以上的石油焦(粒径1mm),从2#石油焦中可筛分出含硫量2.33%的石油焦(粒径-0.15mm),对3#石油焦进行筛分效果不明显。


粒度对3种石油焦脱硫具有明显差异:粒度0.5mm的1#石油焦脱硫效果较好,粒度1mm的2#石油焦脱硫效果较好,整个粒度范围内3#石油焦脱硫效果均较好且差异不大。