Көмір шайырының тұрақты қолданылуы қандай? 

Көмір шайырын естігенде, адамдардың көпшілігі ескі мектеп тротуарларындағы мұраға немесе проблемалы жанама өнім ретінде тікелей секіріп кетеді. Бұл беткі деңгейдегі көрініс. Зауыт едендерінде және ҒЗТКЖ зертханаларында жүргізілетін нақты әңгіме осы күрделі көмірсутек қоспасынан қазіргі заманғы материалдық циклдерге сәйкес келетін тәсілдермен әрбір құндылықты сығу туралы болып табылады. Бұл өткенді жаңғырту туралы емес, оның тән қасиеттерін - көміртегінің жоғары құрамын, байланыстыру қабілетін, жылу тұрақтылығын - бүгінгі күннің мағынасы бар өнеркәсіптік жолдарға қайта бағыттау. Тұрақтылық бұрышы жасыл емес; бұл тың материалдарды ығыстыратын немесе маңызды өнімділікті қамтамасыз ететін жоғары құнды қолданбаларды табудың прагматикалық, жиі қатал процесі. Мұның қай жерде болып жатқанын, кедергілерді және оны жылтыр брошюраларға айналдырмайтын практикалық шындықтарды зерттеп көрейік.

Қосалқы өнімді қайта құру: қалдықтардан шикізатқа дейін

Бірінші қадам - психикалық өзгерістер. Біріктірілген болат және кокс зауыттарында көмір шайыры қалдық болып табылмайды; бұл көміртегі өнеркәсібінің негізгі шикізаты. Тұрақтылық тарихы дәл осы жерден басталады - оны кәдеге жаратуға немесе қарапайым жануға жол бермеу және оның орнына оның молекулалық күрделілігін түсіру. Мен операцияларды көрдім, онда назар тек заттардан құтылуға бағытталған, бірақ бұл өзгерді. Енді оны материалдар каскады үшін бастапқы нүкте ретінде қарастыру керек. Бастапқы туынды көмір шайырының шайырынан көміртегі шығымы өте жоғары. Бұл байланыстырғыш немесе сіңдіру агенті ретінде пайдаланылатын әр тонна қадам үшін сіз көміртекті жылдарға, тіпті ондаған жылдарға созылатын ұзақ мерзімді өнеркәсіптік өнімдерге тиімді түрде секвестрлейсіз дегенді білдіреді. Бұл өнеркәсіптік болса да, көміртекті алу мен пайдаланудың бір түрі.

Бұл теориялық емес. Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd. сияқты тігінен интеграцияланған компаниялар осы принцип бойынша жұмыс істейді. Жерде 20 жылдан астам уақыт бойы олар шикі көмір шайырынан дайын көміртегі өнімдеріне ағынды бөлек процестер ретінде емес, байланыстырылған тізбек ретінде көреді. Олардың платформасында yaofatansu.com, сіз бұл логиканы қадағалай аласыз: олар көмір шайырының қабатын негізгі көміртегі қоспасы ретінде көрсетеді. Оның өндірісте қолданылуы Графит электродтары электр доғалық пеші үшін болат балқыту тамаша мысал болып табылады. Қамыр мұнай коксының бөлшектерін байланыстырады және пісіру және графитизация арқылы электродтың ажырамас, жоғары өнімді бөлігіне айналады. Содан кейін бұл электрод қайта өңделген болат өндіруге мүмкіндік береді - бұл негізгі айналмалы экономика процесі. Сонымен, көмір шайырының туындысы басқа саланың тұрақтылығына түбегейлі мүмкіндік береді.

Әрине, шайтан егжей-тегжейлі. Барлық шайырлар бірдей емес. Құрам көмірдің көзі мен кокстелетін температураға байланысты айтарлықтай өзгереді. Тұрақты пайдалану осы сәйкессіздікті есепке алуы керек. Тұтқырлық, жұмсарту нүктесі және хинолинде ерімейтін мазмұнның нақты сипаттамаларына жету үшін сапаны бақылауға және араластыруға көп уақыт жұмсаймыз. Мұнда сәтсіз топтама тек төмен өнімді білдірмейді; ол тиімді жұмыс істейтін электрод пен мерзімінен бұрын жарылып, барлық енгізілген энергияны ысырап ететін электрод арасындағы айырмашылықты білдіруі мүмкін. Осылайша, тұрақты пайдалану ең алдымен күрделі, сенімді өңдеуге байланысты.

Жұмыс күші: көміртегі өндірісіндегі көмір шайыры

Ең маңызды қолданбаға ену: байланыстырғыш және сіңдіргіш ретінде. Егер сіз көміртегі зауытын аралап көрген болсаңыз, иіс ұмытылмас - ыстық шайырдың өткір, фенолды хош иісі. Бұл саланың желімі. Өндірісте Графит электродтары (Яофа шығаратын UHP/HP/RP сорттары), күйдірілген мұнай коксы балқытылған көмір шайырының шайырымен араласады. Бұл жасыл қоспа пішінге салынып, шамамен 800 ° C температурада пісіріледі. Пісіру кезінде шайыр пиролизге ұшырап, қатты, когерентті құрылымды жасайтын көміртекті коксқа айналады. Бұл байланыстырушы кокс электродқа графитизациядан бұрын оның механикалық беріктігін береді.

Тұрақты аспекті көп қабатты. Біріншіден, ол жанама өнімді пайдаланады. Екіншіден, ол 100% дерлік болат сынықтарын қолданатын EAF болат балқыту үшін маңызды өнімді жасайды, бұл домна пештеріне тәуелділікті азайтады. Үшіншіден, заманауи электрод конструкциялары ұзақ қызмет ету мерзімін және жоғары қуат тиімділігін көздейді, бұл болаттың бір тоннасына тұтынуды тікелей азайтады. Біз тығыздықты жақсарту және кеуектілікті азайту үшін, өз кезегінде электродтың тотығуға төзімділігін жоғарылату үшін қадамдық формулаларды және сіңдіру процестерін үнемі өзгертіп отырамыз. Электродтың қызмет ету мерзімін 1%-ға ұлғайту шикізат пен энергияның төменгі ағынында үлкен тонналық үнемдеуге әкеледі. Бұл біз бақылайтын түйіршікті, сексуалдық емес тұрақтылық көрсеткіші.

сияқты көміртекті қоспаларды өндіруде оның рөлі де бар Кальциленген мұнай коксы (CPC) жіне Графикалық мұнай коксы (GPC). Қадам кейде белгілі бір қасиеттерді жақсарту үшін осы процестерде жабын немесе байланыстырғыш ретінде пайдаланылады. Алюминий балқыту үшін бұл көміртекті анодтар (олар да байланыстырғыш ретінде қадамды пайдаланады) тағы бір үлкен нарық болып табылады. Мұндағы итермелеу көміртекті тұтыну жылдамдығын төмендету болып табылады - өндірілген алюминийдің тоннасына қанша кг анод жұмсалады. Терең тәжірибесі бар жеткізушілер басқаратын жақсырақ қадам сапасы мен анод технологиясы бұл көрсеткішті және онымен байланысты шығарындыларды тікелей төмендетеді.

Электродтардан тыс: тауашалар, бірақ маңызды қолданбалар

Электродтар көлемнің көшбасшысы болғанымен, ең қызықты тұрақты пайдаланулардың кейбірі арнайы салаларда. Тазартылған көмір шайырының туындылары, мысалы, нафталин, антрацен және әртүрлі шайыр сорттары жетілдірілген материалдарға кіреді. Мен айналысқан бір сала - көміртекті талшықтар. Арнайы, жоғары тазартылған көмір шайырлары изотропты немесе мезофазалық қадам негізіндегі көміртекті талшықтарды өндіруге арналған премиум прекурсорлар болып табылады. Бұл талшықтар жоғары сапалы жылуды басқаруда, аэроғарыш өнеркәсібінде және автомобильдерге (отын тиімділігін арттыру үшін) және жел турбинасы қалақтарына арналған жеңіл композиттерде көбірек қолданылады. Қосалқы өнім қадамынан талшықты өндірудің көміртегі ізі жүйе шекараларына байланысты негізгі полиакрилонитрил (PAN) бағытымен салыстырғанда қолайлы болуы мүмкін. Бұл шайырдың табиғи хош иісті құрылымын пайдаланатын жоғары құнды, өнімділікке негізделген розетка.

Тағы біреуі отқа төзімді материалдарда. Болат балқыту шөміштері мен түрлендіргіштер линиялары бар магнезия-көміртекті отқа төзімділер. Олар тамаша термиялық соққыға төзімділік пен шлактың коррозияға төзімділігін қамтамасыз етеді. Тұрақтылық байланысы? Қаптаманың ұзағырақ қызмет ету мерзімі шикізатты, орнатуға арналған энергияны және бос уақытты үнемдеуге мүмкіндік беретін қайта төсеуді азырақ білдіреді. Мұндағы қадам көміртегі доноры ретінде әрекет етеді, тотығудан қорғайтын қабат жасайды. Біз осы жердегі көміртегі түзілуін оңтайландыру үшін әртүрлі қадамдық деңгейлері бар сынақтарды өткіздік және нәтижелер болат зауытының ресурс тиімділігіне тікелей әсер етеді.

Одан кейін қорғаныш жабындарында аз әсем, бірақ маңызды пайдалану бар. Көмір шайырлы эпоксидті PAH қоршаған ортаны тексеруге қарамастан, суасты құбырлары немесе ағынды суларды батыру сияқты кейбір экстремалды коррозиядан қорғау қолданбалары үшін теңдесі жоқ. Мұндағы тұрақтылық аргументі - өмірлік циклді ұзарту. Болат активті жөндеусіз 20 жыл емес, 50 ​​жыл бойы қорғау ауыстырудың қайталанатын материал мен энергия шығындарын болдырмайды. Өнеркәсіп, әрине, балама нұсқалармен жұмыс істейді, бірақ кейбір ерекшеліктер үшін модификацияланған көмір шайыры жабындарының өнімділігі әлі де эталон болып табылады. Бұл тұрақты пайдалану инфрақұрылымның беріктігінде таза пайдаға қол жеткізе отырып, экологиялық тәуекелдерді азайту үшін қатаң шектеуді және қолдануды бақылауды қамтитын жағдай.

Қиындықтар мен нақты әлемдік шектеулер

Ешбір пікірталас кедергілерсіз шынайы болмайды. Негізгі шектеулер қоршаған ортаны реттеу болып табылады, әсіресе полициклді хош иісті көмірсутектер (PAHs) айналасында. Кейбір PAH канцерогенді болып табылады. Бұл көмір шайырының қолданылуы туралы әр әңгімеге көлеңке түсіреді. Сондықтан тұрақты пайдалану тұйық жүйемен, жетілдірілген түсіру технологиясымен және жұмысшылардың қауіпсіздігімен тығыз байланысты. Заманауи шайыр айдау зауытында сіз өткен ондаған жылдардағы көрінетін шығарындыларды көрмейсіз. Ұшпа заттар ұсталып, процесс барысында жиі отын ретінде пайдаланылады, энергия циклын жабады. Қатты қадам қалдығы өнімге айналады. Бұл бақыланатын, қамтылған өнеркәсіптік процесс.

Тағы бір мәселе – экономикалық өміршеңдік. Көмір шайырын жинау, тасымалдау және тазарту инфрақұрылымы капиталды көп қажет етеді. Соңғы нарықтар (болат сияқты) құлдыраса, бүкіл жүйе қысымға ұшырайды. Мен көміртекті қара алмастырғыштарда немесе басқа металлургиялық процестерде тотықсыздандырғыш ретінде пайдалану жобаларының тоқтап қалғанын көрдім, өйткені мұнай бағасы төмендеген кезде іскерлік жағдай буланып кетті. Шынайы тұрақтылық тек техникалық мүмкін емес, экономикалық тұрғыда икемді болуы керек.

Сондай-ақ техникалық шектеу бар: біз оны шексіз тазарта немесе тазарта алмаймыз. Құндылығы жоғары пайдалануды іздестіру материалдың күрделілігі мен өзгермелілігіне жиі ұшырайды. Көміртекті талшықтағы әрбір сәттілік тарихы үшін айнымалы шикізаттан тұрақты прекурсорлық қадам жасауға тырысатын ондаған сәтсіз эксперименттер бар. Бұл жерде тәжірибе маңызды. Yaofa сияқты өндіруші, өзінің ұзақ тарихы бар, өнімнің сапасын тұрақтандыруға мүмкіндік беретін нақты шикізаттың әрекеті туралы терең эмпирикалық білімді қалыптастырған болуы мүмкін - бұл кез келген тұрақты өнеркәсіптік пайдаланудың келісілмеген алғышарты.

Болашаққа көзқарас: интеграция және инновация

Көмір шайырын тұрақты пайдаланудың болашағы тереңірек интеграция мен ақылды химияда жатыр. Бір тенденция кокс пештерін, гудронды спирт зауыттарын және көміртегі зауыттарын, тіпті географиялық тұрғыдан да тығыз байланыстыру болып табылады. Тасымалдауды азайту жалпы көлемді азайтады. Тағы бір нәрсе - модификацияланған қадамдарды дамыту. Көмір шайырының қабатын био негізіндегі немесе синтетикалық шайырлармен араластыру немесе жеңіл өңдеу арқылы біз жалпы PAH профилін әлеуетті түрде азайта отырып, арнайы қолданбаларға арналған қасиеттерді бейімдей аламыз. Бұл дизайнерлік байланыстырғыштар жаңа композиттік материалдарда есіктерді аша алады.

Мен сондай-ақ энергияны сақтауда қадамнан алынған көміртекті пайдаланудың айналасындағы кеңістікті бақылап отырмын. Суперконденсаторлар үшін немесе аккумуляторлардағы анодтық материалдар ретінде белсендірілген көмірлер белсенді ҒЗТКЖ аймақтары болып табылады. Жоғары көміртегі тазалығы және реттелетін кеуектілігі тартымды. Бұл түпкілікті қайта бағыттау болар еді: ауыр өнеркәсіптің жанама өнімі таза энергетикалық технологияның құрамдас бөлігіне айналады. Бұл зертханадан гигафабрикаға дейін ұзақ жол, бірақ принципі берік.

Сайып келгенде, тұрақты пайдалану көмір шай бір сиқырлы жаңа қолданбаны табу туралы емес. Олар көміртегі және отқа төзімді салалардағы оның белгіленген рөлдерін тұрақты түрде оңтайландыру, бұл процестерді тиімдірек және ұзағырақ ету және экологиялық аспектілерді қатаң басқару туралы. Бұл құрмет пен тәжірибені талап ететін материал. Оның құндылығы ол жасауға көмектесетін өнімдердің беріктігінде дәлелденді: жаңа тіреген болат сынықтарын ерітетін электрод, балқытылған металды қамтитын отқа төзімді, құбырды қорғайтын жабын. Бұл тұрғыда оны үздіксіз, жауапты пайдалану өнеркәсіптік симбиоздың прагматикалық түрі болып табылады, бұл бұрынғы жанама өнімді заманауи өндірістік циклдар үшін маңызды мүмкіндікке айналдырады.