ટાર કોલ ટારનો ટકાઉ ઉપયોગ શું છે? 

જ્યારે તમે કોલસાનો ટાર સાંભળો છો, ત્યારે મોટા ભાગના દિમાગ જૂના-શાળાના પેવમેન્ટ્સમાં અથવા સમસ્યારૂપ આડપેદાશ તરીકે તેના વારસા પર સીધા જ કૂદી પડે છે. તે સપાટી-સ્તરનું દૃશ્ય છે. વાસ્તવિક વાતચીત, જે આપણે પ્લાન્ટ ફ્લોર પર અને આર એન્ડ ડી લેબમાં કરીએ છીએ, તે આધુનિક સામગ્રી ચક્ર સાથે સંરેખિત રીતે આ જટિલ હાઇડ્રોકાર્બન મિશ્રણમાંથી દરેક મૂલ્યને સ્ક્વિઝ કરવા વિશે છે. તે ભૂતકાળને પુનર્જીવિત કરવા વિશે નથી, પરંતુ તેના સહજ ગુણધર્મો-ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રી, બંધનકર્તા ક્ષમતા, થર્મલ સ્થિરતા-ને ઔદ્યોગિક માર્ગો પર રીડાયરેક્ટ કરવા વિશે છે જે આજે અર્થપૂર્ણ છે. ટકાઉપણું કોણ ગ્રીનવોશ નથી; તે વર્જિન સામગ્રીને વિસ્થાપિત કરતી અથવા નિર્ણાયક કામગીરીને સક્ષમ કરતી ઉચ્ચ-મૂલ્યવાળી એપ્લિકેશનો શોધવાની એક વ્યવહારિક, ઘણીવાર તીક્ષ્ણ, પ્રક્રિયા છે. ચાલો તે ખરેખર ક્યાં થઈ રહ્યું છે, અવરોધો અને વ્યવહારિક વાસ્તવિકતાઓ કે જે તેને ચળકતા બ્રોશરમાં ન બનાવે તે શોધી કાઢીએ.

બાય-પ્રોડક્ટનું રિફ્રેમિંગ: કચરાથી ફીડસ્ટોક સુધી

પ્રથમ પગલું એ માનસિક પરિવર્તન છે. એકીકૃત સ્ટીલ અને કોક પ્લાન્ટ્સમાં, કોલ ટાર કચરો નથી; તે કાર્બન ઉદ્યોગ માટે પ્રાથમિક ફીડસ્ટોક છે. સ્થિરતાની વાર્તા ત્યાંથી જ શરૂ થાય છે - તેના નિકાલ અથવા સરળ કમ્બશનને અટકાવવા અને તેના બદલે તેની પરમાણુ જટિલતાને પકડવી. મેં ઑપરેશન્સ જોયા છે જ્યાં ધ્યાન ફક્ત સામગ્રીથી છૂટકારો મેળવવા પર હતું, પરંતુ તે બદલાઈ ગયું છે. હવે, ડ્રાઇવને તેને સામગ્રીના કાસ્કેડ માટે પ્રારંભિક બિંદુ તરીકે ગણવામાં આવે છે. કોલ ટાર પિચમાંથી કાર્બન ઉપજ, પ્રાથમિક વ્યુત્પન્ન, અપવાદરૂપે ઊંચી છે. આનો અર્થ એ છે કે બાઈન્ડર અથવા ગર્ભાધાન એજન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા દરેક ટન પિચ માટે, તમે અસરકારક રીતે કાર્બનને ટકાઉ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનોમાં અલગ કરી રહ્યાં છો જે વર્ષો સુધી, દાયકાઓ સુધી પણ ચાલે છે. તે ઔદ્યોગિક હોવા છતાં, કાર્બન કેપ્ચર અને ઉપયોગનું એક સ્વરૂપ છે.

આ સૈદ્ધાંતિક નથી. Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd. જેવી ઊભી રીતે એકીકૃત થયેલ કંપનીઓ આ સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. જમીન પર 20 વર્ષથી વધુ સમયથી, તેઓ કાચા કોલસાના ટારમાંથી તૈયાર કાર્બન ઉત્પાદનો તરફનો પ્રવાહ અલગ પ્રક્રિયા તરીકે નહીં પરંતુ જોડાયેલ સાંકળ તરીકે જુએ છે. ખાતે તેમના પ્લેટફોર્મ પર yaofatansu.com, તમે આ તર્ક શોધી શકો છો: તેઓ કોલ ટાર પિચને કોર કાર્બન એડિટિવ તરીકે સૂચિબદ્ધ કરે છે. ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ ગ્રાફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઇલેક્ટ્રીક આર્ક ફર્નેસ (ઇએએફ) માટે સ્ટીલ નિર્માણ એ એક મુખ્ય ઉદાહરણ છે. પીચ પેટ્રોલિયમ કોકના કણોને બાંધે છે, અને બેકિંગ અને ગ્રાફિટાઇઝેશન દ્વારા, ઇલેક્ટ્રોડનો અભિન્ન, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ભાગ બની જાય છે. તે ઇલેક્ટ્રોડ પછી રિસાયકલ કરેલ સ્ટીલ ઉત્પાદનને સક્ષમ કરે છે - એક મુખ્ય પરિપત્ર અર્થતંત્ર પ્રક્રિયા. તેથી, કોલ ટાર ડેરિવેટિવ મૂળભૂત રીતે અન્ય ઉદ્યોગની ટકાઉપણાને સક્ષમ કરે છે.

અલબત્ત, શેતાન વિગતોમાં છે. બધા ટાર સમાન નથી. સ્ત્રોત કોલસો અને કોકિંગ તાપમાનના આધારે રચના ખૂબ જ બદલાય છે. ટકાઉ ઉપયોગ આ અસંગતતા માટે જવાબદાર છે. અમે સ્નિગ્ધતા, સોફ્ટનિંગ પોઈન્ટ અને ક્વિનોલિન-અદ્રાવ્ય સામગ્રી માટે ચોક્કસ વિશિષ્ટતાઓને હિટ કરવા માટે ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને મિશ્રણ પર ઘણો સમય પસાર કરીએ છીએ. અહીં નિષ્ફળ બેચનો અર્થ માત્ર સબપર ઉત્પાદન નથી; તેનો અર્થ એ હોઈ શકે છે કે કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરે છે અને અકાળે તિરાડ પડે છે અને બધી જડિત ઊર્જાનો બગાડ કરે છે તે વચ્ચેનો તફાવત. તેથી, ટકાઉ ઉપયોગ સૌપ્રથમ અત્યાધુનિક, વિશ્વસનીય પ્રક્રિયા પર આધારિત છે.

ધ વર્કહોર્સ: કાર્બન મેન્યુફેક્ચરિંગમાં કોલ ટાર પિચ

સૌથી નોંધપાત્ર એપ્લિકેશનમાં ડાઇવિંગ: બાઈન્ડર અને ગર્ભવતી તરીકે. જો તમે ક્યારેય કાર્બન પ્લાન્ટની મુલાકાત લીધી હોય, તો ગંધ અનફર્ગેટેબલ છે - તે ગરમ પીચની તીક્ષ્ણ, ફિનોલિક સુગંધ. તે ઉદ્યોગનો ગુંદર છે. ઉત્પાદનમાં ગ્રાફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ્સ (તે UHP/HP/RP ગ્રેડ યાઓફા ઉત્પન્ન કરે છે), કેલ્સાઈન્ડ પેટ્રોલિયમ કોક પીગળેલા કોલ ટાર પીચ સાથે મિશ્રિત થાય છે. આ લીલા મિશ્રણને લગભગ 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર મોલ્ડ અને શેકવામાં આવે છે. પકવવા દરમિયાન, પિચ પાયરોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે, જે કાર્બોનેસીયસ કોકમાં રૂપાંતરિત થાય છે જે નક્કર, સુસંગત માળખું બનાવે છે. આ બાઈન્ડર કોક એ છે જે ગ્રાફિટાઇઝેશન પહેલાં ઇલેક્ટ્રોડને તેની યાંત્રિક શક્તિ આપે છે.

ટકાઉ પાસું બહુ-સ્તરીય છે. પ્રથમ, તે બાય-પ્રોડક્ટનો ઉપયોગ કરે છે. બીજું, તે EAF સ્ટીલ નિર્માણ માટે નિર્ણાયક ઉત્પાદન બનાવે છે, જે લગભગ 100% સ્ક્રેપ સ્ટીલનો ઉપયોગ કરે છે, જે બ્લાસ્ટ ફર્નેસ પર નિર્ભરતા ઘટાડે છે. ત્રીજું, આધુનિક ઇલેક્ટ્રોડ ડિઝાઇન લાંબા આયુષ્ય અને ઉચ્ચ પાવર કાર્યક્ષમતા માટે લક્ષ્ય રાખે છે, જે સ્ટીલના ટન દીઠ વપરાશમાં સીધો ઘટાડો કરે છે. અમે ઘનતામાં સુધારો કરવા અને છિદ્રાળુતાને ઘટાડવા માટે પિચ ફોર્મ્યુલેશન અને ગર્ભાધાન પ્રક્રિયામાં સતત ફેરફાર કરીએ છીએ, જે બદલામાં ઇલેક્ટ્રોડના ઓક્સિડેશન પ્રતિકારને વધારે છે. ઇલેક્ટ્રોડના જીવનમાં 1%નો વધારો કાચા માલ અને ઉર્જાની ડાઉનસ્ટ્રીમમાં જંગી ટનેજ બચતમાં અનુવાદ કરે છે. આ તે પ્રકારનું દાણાદાર, અનસેક્સી ટકાઉપણું મેટ્રિક છે જેને અમે ટ્રૅક કરીએ છીએ.

કાર્બન એડિટિવ જેવા ઉત્પાદનમાં પણ તેની ભૂમિકા છે કેલ્સાઈન્ડ પેટ્રોલિયમ કોક (CPC) અને ગ્રાફાઇટાઇઝ્ડ પેટ્રોલિયમ કોક (જીપીસી). પિચનો ઉપયોગ કેટલીકવાર ચોક્કસ ગુણધર્મોને વધારવા માટે આ પ્રક્રિયાઓમાં કોટિંગ અથવા બાઈન્ડર તરીકે થાય છે. એલ્યુમિનિયમ સ્મેલ્ટિંગ માટે, આ કાર્બન એનોડ (જે પિચનો બાઈન્ડર તરીકે પણ ઉપયોગ કરે છે) એ અન્ય વિશાળ બજાર છે. અહીં દબાણ કાર્બન વપરાશ દરને ઘટાડી રહ્યું છે - ઉત્પાદિત એલ્યુમિનિયમના ટન દીઠ કેટલા કિલો એનોડનો વપરાશ થાય છે. સારી પિચ ગુણવત્તા અને એનોડ ટેક્નોલોજી, ઊંડો અનુભવ ધરાવતા સપ્લાયર્સ દ્વારા સંચાલિત, તે દર અને સંબંધિત ઉત્સર્જનને સીધો ઓછો કરે છે.

બિયોન્ડ ઇલેક્ટ્રોડ્સ: વિશિષ્ટ પરંતુ જટિલ એપ્લિકેશન

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વોલ્યુમ લીડર છે, ત્યારે કેટલાક સૌથી રસપ્રદ ટકાઉ ઉપયોગો વિશિષ્ટ વિસ્તારોમાં છે. રિફાઈન્ડ કોલ ટાર ડેરિવેટિવ્ઝ, જેમ કે નેપ્થાલિન, એન્થ્રેસીન અને વિવિધ પીચ ગ્રેડ, અદ્યતન સામગ્રીમાં જાય છે. એક ક્ષેત્ર જેની સાથે હું સંકળાયેલો છું તે છે કાર્બન ફાઇબર. આઇસોટ્રોપિક અથવા મેસોફેસ પિચ-આધારિત કાર્બન ફાઇબરના ઉત્પાદન માટે વિશિષ્ટ, અત્યંત શુદ્ધ કોલ ટાર પિચો પ્રીમિયમ પુરોગામી છે. આ તંતુઓનો ઉપયોગ હાઇ-એન્ડ થર્મલ મેનેજમેન્ટ, એરોસ્પેસ અને ઓટોમોટિવ (ઇંધણ કાર્યક્ષમતા સુધારવા) અને વિન્ડ ટર્બાઇન બ્લેડ માટે વધુને વધુ હળવા વજનના સંયોજનોમાં થાય છે. બાય-પ્રોડક્ટ પિચમાંથી ફાઇબર ઉત્પન્ન કરવાની કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ સિસ્ટમની સીમાઓ પર આધાર રાખીને, મુખ્ય પ્રવાહના પોલિએક્રાયલોનિટ્રિલ (PAN) માર્ગની તુલનામાં અનુકૂળ હોઈ શકે છે. તે ઉચ્ચ-મૂલ્ય, પ્રદર્શન-આધારિત આઉટલેટ છે જે ટારની કુદરતી સુગંધિત રચનાનો લાભ લે છે.

અન્ય પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીમાં છે. પિચ-બોન્ડેડ મેગ્નેશિયા-કાર્બન રીફ્રેક્ટરીઝ લાઇન સ્ટીલમેકિંગ લેડલ્સ અને કન્વર્ટર. તેઓ ઉત્તમ થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને સ્લેગ કાટ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે. ટકાઉપણું લિંક? લાંબુ લાઇનિંગ લાઇફ એટલે ઓછી વારંવાર રેલાઇનિંગ, જે કાચો માલ, ઇન્સ્ટોલેશન માટે ઊર્જા અને ડાઉનટાઇમ બચાવે છે. અહીંની પીચ કાર્બન દાતા તરીકે કામ કરે છે, ઓક્સિડેશન સામે રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવે છે. અમે આ ઇન-સીટુ કાર્બન રચનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે વિવિધ પિચ ગ્રેડ સાથે ટ્રાયલ ચલાવી છે અને પરિણામો સ્ટીલ પ્લાન્ટની સંસાધન કાર્યક્ષમતાને સીધી અસર કરે છે.

પછી રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સમાં ઓછો આકર્ષક પરંતુ મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ છે. કોલ ટાર ઇપોક્સી, PAHs પર પર્યાવરણીય ચકાસણી હોવા છતાં, સબમરીન પાઇપલાઇન્સ અથવા ગંદાપાણીમાં નિમજ્જન જેવા ચોક્કસ આત્યંતિક કાટ સંરક્ષણ કાર્યક્રમો માટે મેળ ખાતી નથી. અહીં સ્થિરતાની દલીલ જીવનચક્ર વિસ્તરણ છે. રિપેર કર્યા વિના 20ને બદલે 50 વર્ષ સુધી સ્ટીલની સંપત્તિનું રક્ષણ કરવાથી રિપ્લેસમેન્ટની પુનરાવર્તિત સામગ્રી અને ઊર્જા ખર્ચ ટાળે છે. ઉદ્યોગ અલબત્ત, વિકલ્પો પર કામ કરી રહ્યો છે, પરંતુ કેટલાક વિશિષ્ટતાઓ માટે, સંશોધિત કોલ ટાર કોટિંગ્સનું પ્રદર્શન હજુ પણ બેન્ચમાર્ક છે. આ એક એવો કેસ છે કે જ્યાં ટકાઉ ઉપયોગમાં પર્યાવરણીય જોખમોને ઘટાડવા માટે સખત નિયંત્રણ અને એપ્લિકેશન નિયંત્રણનો સમાવેશ થાય છે જ્યારે ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ટકાઉપણુંમાં ચોખ્ખો લાભ પ્રાપ્ત થાય છે.

પડકારો અને વાસ્તવિક વિશ્વની મર્યાદાઓ

અડચણો વિના કોઈપણ ચર્ચા પ્રામાણિક નથી. પ્રાથમિક અવરોધ એ પર્યાવરણીય નિયમન છે, ખાસ કરીને પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન (PAHs) ની આસપાસ. કેટલાક PAH કાર્સિનોજેનિક છે. આ કોલ ટારના ઉપયોગ વિશેની દરેક વાતચીતને પડછાયા આપે છે. ટકાઉ ઉપયોગ, તેથી, ક્લોઝ્ડ-લૂપ સિસ્ટમ્સ, અદ્યતન કેપ્ચર ટેકનોલોજી અને કામદારોની સલામતી સાથે અસ્પષ્ટ રીતે જોડાયેલો છે. આધુનિક પિચ ડિસ્ટિલેશન પ્લાન્ટમાં, તમે ભૂતકાળના દાયકાઓનું દૃશ્યમાન ઉત્સર્જન જોશો નહીં. વોલેટાઇલ્સ કબજે કરવામાં આવે છે, અને ઘણી વખત પ્રક્રિયામાં બળતણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ઊર્જા લૂપ બંધ કરે છે. ભારે પિચ અવશેષો ઉત્પાદન બની જાય છે. તે એક નિયંત્રિત, સમાવિષ્ટ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે.

બીજો પડકાર આર્થિક સદ્ધરતા છે. કોલ ટાર એકત્રિત કરવા, પરિવહન કરવા અને રિફાઇન કરવા માટેનું ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર મૂડી-સઘન છે. જો અંતિમ બજારો (સ્ટીલની જેમ) મંદી આવે, તો સમગ્ર સિસ્ટમ પર દબાણ આવે છે. મેં કાર્બન બ્લેક અવેજીમાં પિચનો ઉપયોગ કરવાના પ્રોજેક્ટ્સ જોયા છે અથવા અન્ય ધાતુશાસ્ત્રની પ્રક્રિયાઓમાં રિડક્ટન્ટ તરીકે સ્થગિત થઈ ગયા છે કારણ કે જ્યારે તેલના ભાવમાં ઘટાડો થયો ત્યારે બિઝનેસ કેસ બાષ્પીભવન થઈ ગયો હતો. સાચી ટકાઉપણું આર્થિક રીતે સ્થિતિસ્થાપક હોવી જોઈએ, માત્ર તકનીકી રીતે શક્ય નથી.

ત્યાં એક તકનીકી મર્યાદા પણ છે: અમે તેને અનંત રૂપે શુદ્ધ અથવા શુદ્ધ કરી શકતા નથી. ઉચ્ચ-મૂલ્યના ઉપયોગ માટેની શોધ ઘણીવાર સામગ્રીની અંતર્ગત જટિલતા અને પરિવર્તનશીલતામાં અવરોધે છે. કાર્બન ફાઇબરમાં દરેક સફળતાની વાર્તા માટે, વેરિયેબલ ફીડસ્ટોકમાંથી સતત પૂર્વવર્તી પિચ બનાવવાનો પ્રયાસ કરતા ડઝન નિષ્ફળ પ્રયોગો છે. આ તે છે જ્યાં અનુભવ મહત્વપૂર્ણ છે. યાઓફા જેવા ઉત્પાદક, તેના લાંબા ઈતિહાસ સાથે, સંભવતઃ તેમના વિશિષ્ટ ફીડસ્ટોક કેવી રીતે વર્તે છે તેનું ઊંડું પ્રયોગમૂલક જ્ઞાન તૈયાર કર્યું છે, જે તેમને તેમના ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને સ્થિર કરવાની મંજૂરી આપે છે - કોઈપણ ટકાઉ ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે બિન-વાટાઘાટ કરી શકાય તેવી પૂર્વશરત.

આગળ જોઈએ છીએ: એકીકરણ અને નવીનતા

કોલ ટારના ટકાઉ ઉપયોગનું ભાવિ ઊંડા એકીકરણ અને સ્માર્ટ રસાયણશાસ્ત્રમાં રહેલું છે. એક વલણ છે કોક ઓવન, ટાર ડિસ્ટિલરીઝ અને કાર્બન પ્લાન્ટ્સનું કડક જોડાણ - ભૌગોલિક રીતે પણ. પરિવહનને ન્યૂનતમ કરવાથી એકંદર ફૂટપ્રિન્ટ ઘટાડે છે. બીજો ફેરફાર પીચોનો વિકાસ છે. બાયો-આધારિત અથવા કૃત્રિમ રેઝિન સાથે કોલસાની ટાર પિચને મિશ્રિત કરીને અથવા હળવાશથી ટ્રીટમેન્ટ કરીને, અમે એકંદર PAH પ્રોફાઇલને સંભવિતપણે ઘટાડીને ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે ગુણધર્મોને અનુરૂપ બનાવી શકીએ છીએ. આ ડિઝાઇનર બાઈન્ડર નવી સંયુક્ત સામગ્રીમાં દરવાજા ખોલી શકે છે.

હું ઉર્જા સંગ્રહમાં પિચ-ડેરિવ્ડ કાર્બનનો ઉપયોગ કરીને આસપાસની જગ્યા પણ જોઈ રહ્યો છું. સુપરકેપેસિટર્સ અથવા બેટરીમાં એનોડ સામગ્રી તરીકે પિચમાંથી સક્રિય કાર્બન સક્રિય R&D વિસ્તારો છે. ઉચ્ચ કાર્બન શુદ્ધતા અને ટ્યુનેબલ છિદ્રાળુતા આકર્ષક છે. આ અંતિમ રીડાયરેક્ટ હશે: ભારે ઉદ્યોગમાંથી ઉપ-ઉત્પાદન સ્વચ્છ ઉર્જા ટેક માટે એક ઘટક બની રહ્યું છે. તે લેબથી ગીગાફેક્ટરી સુધીનો લાંબો રસ્તો છે, પરંતુ સિદ્ધાંત નક્કર છે.

આખરે, ના ટકાઉ ઉપયોગો કોલસો એક જાદુઈ નવી એપ્લિકેશન શોધવા વિશે નથી. તેઓ કાર્બન અને પ્રત્યાવર્તન ઉદ્યોગોમાં તેની સ્થાપિત ભૂમિકાઓને સતત ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા વિશે છે, તે પ્રક્રિયાઓને વધુ કાર્યક્ષમ અને લાંબા સમય સુધી ચાલતી બનાવે છે અને પર્યાવરણીય પાસાઓનું સખત રીતે સંચાલન કરે છે. તે એક એવી સામગ્રી છે જે આદર અને કુશળતાની માંગ કરે છે. તેનું મૂલ્ય તે ઉત્પાદનોના ટકાઉપણુંમાં સાબિત થાય છે જે તે બનાવવામાં મદદ કરે છે - ઇલેક્ટ્રોડ જે નવા ગગનચુંબી ઇમારત માટે સ્ક્રેપ સ્ટીલને પીગળે છે, રીફ્રેક્ટરી જેમાં પીગળેલી ધાતુ હોય છે, કોટિંગ જે પાઇપલાઇનને સુરક્ષિત કરે છે. તે સંદર્ભમાં, તેનો સતત, જવાબદાર ઉપયોગ એ ઔદ્યોગિક સહજીવનનું એક વ્યવહારિક સ્વરૂપ છે, જે આધુનિક ઉત્પાદન ચક્ર માટે વારસાની આડપેદાશને નિર્ણાયક સમર્થકમાં ફેરવે છે.