Таза көмір шайырының жасыл технологиядағы рөлі? 

Сіз көмір шайыры мен жасыл технологияны бір сөйлемде естисіз, саладағы адамдардың көпшілігі мазақ етеді немесе мүлдем шатастырады. Мен түсінемін. Ондаған жылдар бойы көмір шайырының қабаты, байланыстырушы, дәстүрлі көміртегі өндірісінің негізі, анодтар мен электродтар үшін қажетті зұлымдық - лас құпия болды. Бұл әңгіме қазбаға негізделген прекурсорлардан алыстау туралы болды. Бірақ бұл қарапайым көзқараста біз жиі жіберіп алатын нәрсе: рөлі Таза көмір шикізаттың жасыл болуы туралы емес; бұл тиімділік, қалдықтарды азайту және өнімділік туралы, ол жасыл көшудің сөзсіз бөлігі болып табылатын технологиялардың төменгі ағынына мүмкіндік береді. Бұл PR-сөйлеуде жоғалып кететін нюанс.

Қате түсінілген прекурсор

Түсінікті болайық. Біз шикі, көп компонентті гудрон туралы айтып отырған жоқпыз. Негізгі сөз Таза көмір, бақыланатын құрамы бар арнайы тазартылған көмір шайырының қабаты (CTP). Жалпы қателік - барлық көміртегі прекурсорларын біріктіру. Био-пікірлер перспективалы, бірақ олардың консистенциясы мен кокстеу құндылығы? Өнеркәсіптік деңгейде әлі де құмар ойын. Мұнай қабатының өзіндік құбылмалылығы мен жеткізу мәселелері бар. Жоғары тазалықтағы CTP белгілі, сенімді бастапқы нүктені ұсынады. Оның молекулалық құрылымы, бұл хош иістілігі, шын мәнінде, электр көліктерінің аккумуляторларына арналған графит анодтарында қажет реттелген көміртекті торларды жасау үшін артықшылық болып табылады. Жасыл бөлік баламалы нұсқаны қарастырған кезде басталады: көбірек энергияны қажет ететін, азырақ тиімді процесс, одан бас тарту және сайып келгенде, өнімділік бірлігіне үлкен көміртегі ізі.

Шамамен бес жыл бұрынғы жоба есімде, ол CTP бөлігін графит электродтары үшін жаңа био-туынды байланыстырғышпен алмастыруға тырысады. Зертханалық нәтижелер әдемі болды. Серіктес мекемеде сынақ нұсқасына дейін кеңейту апат болды. Пісіру циклін болжау мүмкін емес болды, түпкілікті өнімнің тығыздығы барлық жерде болды және біз 40% қалдық мөлшерлемесін аяқтадық. Бұл ақаулы дайындамаларды пісіруге жұмсалған энергия жылдар бойы биоматериалдың кез келген экологиялық пайдасын жоққа шығарған шығар. Бұл жүйенің тиімділігіне қатысты қиын сабақ болды. Кейде жасыл шикізат жалпы лас процеске әкеледі.

Бұл жерде материалтану тәжірибесі бар компаниялар келеді. Мен сияқты бұрыннан келе жатқан өндірушілердің техникалық сипаттамаларын қарап шықтым Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd. (олардың мәліметтерін мына жерден таба аласыз https://www.yaofatansu.com). Олардың назары Көміртегі қоспалары және графит электродтары прекурсордың консистенциясына байланысты. Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd. ойында 20 жылдан астам жұмыс істеп келе жатқан ірі көміртегі өндірушісі ретінде олардың көмір шайырының шикі шикізатының тазалығы мен тұрақтылығы соңғы өнімдегі өнімділікке тікелей әсер ететінін түсінеді - графитизация кезінде аз серпілу, жақсы өткізгіштік, ұзағырақ қызмет ету. Болат өндіретін EAF немесе литий-ионды аккумулятордың ұзақ қызмет ету мерзімі тұрақтылықтың тікелей табысы болып табылады.

Green Tech-тің жасырын тәуелділігі

Жасыл технологияның екі үлкен драйверін қараңыз: көлікті электрлендіру және жаңартылатын энергияны сақтау. Екеуі де жетілдірілген көміртекті материалдарға қатты сүйенеді. Графит анодтары нарығы жарылып жатыр. Бірақ бұл синтетикалық графит қайдан келеді? Негізгі бағыт - инелік кокстың графитизациясы, ол өзі өндірілген ... сіз ойладыңыз, тазартылған көмір шай немесе мұнай ағындары. Жоғары сыйымдылыққа, жылдам зарядтауға итермелеу - бұл анодтың микроқұрылымына үлкен қысым жасайды. Таза, неғұрлым дәйекті шайырдан алынған кокс аз ақауларды, жақсы литий-ионды интеркалация кинетикасын ұсына алады. Бұл тақырып актісі емес, мүмкіндік беретін материал.

Сосын азырақ тартымды жағы бар: өткізгіш Көміртегі қоспалары. Ли-ионды катодтар үшін қара көміртек немесе суперконденсаторлар үшін өткізгіш агенттер сияқты нәрселер. Ең жоғары өнімділіктің кейбірі гудронды мамандандырылған өңдеуден алынған. Олар минималды жүктемелерде өткізгіштікті жақсартады, яғни сіз аз белсенді материалды пайдаланасыз, энергия тығыздығын арттырады. Тағы да, бұл жасыл құрылғының тиімділігі үшін күш мультипликаторы. Мен аккумуляторлық ұяшықтарды өндірушілердің литий көзіне әуес болғанын, бірақ көміртегі қоспасын тауар ретінде қарастыратынын көрдім. Үлкен қате. Қоспаның құрылымындағы 2% ауытқу циклдің қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін.

Біз сондай-ақ басқа салалардағы қайта өңделген шайырлы ағындарды пайдалану тәжірибесін жасадық. Идеясы дөңгелек экономика алтын болды. Шындық батарея ұяшығын уландыратын металл ластаушы заттарды кетіру үшін сүзу мен тазартудың қорқынышты арманы болды. Оны таза спецификацияға жеткізу құны таза, бақыланатын шикізаттан бастауға қарағанда жоғары болды. Бұл жұту қиын таблетка, бірақ қайта өңдеудің әрбір жолы бірден техникалық немесе экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Басымдық соңғы жасыл технологияның өнімділігі мен сенімділігі болуы керек.

Жеткізу тізбегіндегі практикалық кедергілер

Туралы сөйлесу Таза көмір бұл тек химия мәселесі емес; бұл логистикалық және дереккөздік басқатырғыш. Жеткізу күшейтілуде. Кейбір аймақтарда дәстүрлі кокстеу жұмыстарының құлдырауымен жоғары сапалы шайырдың тұрақты ағынын қамтамасыз ету нағыз алаңдаушылық туғызады. Бұл құбылмалылық инновацияларды итермелейді, әрине, бірақ ол сонымен қатар сапалы сұйылтуға қауіп төндіреді. Менде хинолинде ерімейтін (QI) мазмұны ерекше болған жөнелтілімдер болды және ол UHP электродтарының партиясы үшін барлық сіңдіру процесін тоқтатты. Өндіріс уақытының жоғалған күндері.

Сондықтан тік интеграция немесе өте тығыз жеткізушілер қарым-қатынасы маңызды. Шикізатты кокс сатысынан бақылайтын немесе терең түсінетін өндіруші үлкен артықшылыққа ие. Олар сапаны тексеруді ертерек жүзеге асыра алады, нақтылау параметрлерін реттей алады және оны қамтамасыз ете алады Таза көмір шығару шынымен мақсатқа сай. Егер сіз жоғары деңгейге ұмтылсаңыз, бұл жай ғана спот-нарықтан сатып ала алатын нәрсе емес Графит электродтары немесе премиум Көміртегі қоспалары нарық. Hebei Yaofa Carbon веб-сайтында 20 жылдан астам өндірістік тәжірибе айтылған. Осы тұрғыда, бұл тәжірибе олардың бірнеше жеткізу қиыншылықтарынан өткенін және сенімді жасыл технологиялық материалмен қамтамасыз ету үшін келісілмеген прекурсорлық құбырларды тұрақтандырғанын білдіреді.

Тағы бір бас ауруы - пісіру шығарындылары. Көміртендіру кезіндегі шайырдың VOC-тары заңды экологиялық қиындық болып табылады. Мұнда жасыл рөл гудронның өзінен осы шығарындыларды қамтитын және өңдейтін технологияға ауысады. Жетілдірілген түтін жинау және жану жүйелері, бұл қалдық жылуды қайтадан технологиялық энергияға айналдырады - гудронға негізделген процестер үшін қазіргі экологиялық назар дәл осы жерде. Бұл капиталды қажет ететін, бірақ маңызды эволюция.

Болашақ: Баратын жер емес, көпір

Сонымен, солай Таза көмір жасыл технологиялық материалдардың болашағы? Жоқ, мен ҒЗТКЖ-да бұлай деп ойлайтын ешкімді білмеймін. Бұл маңызды көпір. Оның рөлі бүгінгі таңда EV және электр желілерін сақтау сияқты технологияларды кеңейту үшін қажетті сенімді, жоғары өнімді көміртекті материалдармен қамтамасыз ету, ал толық тұрақты прекурсорлардың келесі буыны (био негізіндегі, қайта өңделген көміртегі және т.б.) әзірленді және, ең бастысы, миллион тонналық ауқымда дәлелденді.

Зерттеу қарқынды жүріп жатыр. Пиролиз арқылы лигниннен, қалдық пластмассадан алынған шайыр. Бірақ мен деректер парақтарын қараған сайын, сұрақтар бірдей: сіз ай сайын бірдей сипаттамалармен 10 000 тонна жасай аласыз ба? Өнімділіктің жоғарылауымен салыстырғанда тоннаның құны қандай? Ол жаңа қоспаларды енгізе ме? Біз әлі жоқпыз. Жаңа жүйе дайын болмай тұрып, ағымдағы жүйеден бас тарту жасыл көшудің өзін тоқтатады.

Сондықтан қазіргі кездегі ең прагматикалық жасыл стратегия - бар стратегияның әрбір қадамында тиімділікті барынша арттыру көмір шай-көміртекті өнім тізбегі. Бұл ең таза шикізатты алу үшін өңдеуге инвестиция салуды, энергия тиімділігін арттыру үшін пісіру және графиттеу пештерін оңтайландыруды және өнімнің қызмет ету мерзімін шектеуге дейін жеткізуді білдіреді. Доғалы пеште 20%-ға ұзағырақ жұмыс істейтін UHP электроды өндірілген болаттың тоннасына энергия мен шикізатты айтарлықтай үнемдейді. Бұл біз жиі зұлымдықпен қарауға тым тез болатын материал арқылы іске асырылатын нақты жасыл әсер.

Тағзымсыз қорытындылау

Мұнда нақты қорытынды жоқ. Бұл тәртіпсіз. Рөл сырттай қарама-қайшы, бірақ траншеяларда қисынды. Таза көмір, бұл бұрынғы өнеркәсіптік материал қазіргі уақытта бұрынғы өнеркәсіптік жүйелерді ығыстыруға бағытталған технологиялар үшін таптырмас көмекші болып табылады. Оның экологиялық құндылығы жанама және жүйелі болып табылады — ол соңғы қолданбаға беретін тиімділік пен өнімділікте анықталады. Бұл нюансты елемеу, оны тек оптикаға негізделген мерзімінен бұрын ауыстыруға итермелеу инновацияның қарқынына жақсылықтан гөрі көп зиян келтіруі мүмкін. Жауапты ресурстарды іздеуге, процестерді үздіксіз оңтайландыруға және осы көміртекті материалдарды тауар ретінде емес, біздің жасыл технологиялық болашағымыздың дәл құрастырылған құрамдас бөліктері ретінде қарастыруға назар аудару керек. Жұмыс, әдеттегідей, ұсақ-түйектерде.