Petrolkoks ist ein Produkt der Rohöldestillation, bei der zunächst leichte und schwere Öle getrennt und anschließend das schwere Öl thermisch gecrackt wird. Er hat eine unregelmäßige Form und besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff. Als Brennstoff kann Petrolkoks Schweröl ersetzen und stellt somit einen vielversprechenden Weg für neue Energieanwendungen dar. Er findet außerdem Verwendung in der Graphitherstellung, der Metallurgie, der chemischen Industrie und weiteren Bereichen. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die wichtigsten Aspekte von Petrolkoks. Fräsen, Formen und Klassieren Phasen der Petrolkoks-Produktion.
Weltweit größter Abnehmer von Petrolkoks ist die Zementindustrie, gefolgt von der Verwendung zur Herstellung von vorgebrannten Anoden für die Aluminiumverhüttung oder Graphitelektroden für die Stahlerzeugung nach der Kalzinierung. Dank des florierenden Bausektors befindet sich die Petrolkoksindustrie auf einem stetigen Wachstumskurs und bietet vielversprechende Zukunftsperspektiven.
Klassifizierung von Petrolkoks
- Nadel-Cola: Besitzt eine ausgeprägte nadelartige Struktur und faserige Textur und wird hauptsächlich für Hochleistungs-Graphitelektroden in der Stahlherstellung verwendet.
- Schwamm-Cola: Es zeichnet sich durch hohe chemische Reaktivität und geringen Verunreinigungsgehalt aus und wird hauptsächlich in der Aluminiumindustrie und im Kohlenstoffsektor eingesetzt.
- Shot Coke (Spherical Coke): Sie sind kugelförmig mit einem Durchmesser von 0,6–30 mm und werden typischerweise aus schwefel- und asphaltenreichem Rückstandsöl hergestellt. Sie können nur als Brennstoff für die Stromerzeugung, die Zementherstellung und ähnliche Industrien verwendet werden.
- Flüssigkoks: Hergestellt durch Wirbelschichtverkokung. Die Partikel sind fein (0,1–0,4 mm Durchmesser) mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch es für den direkten Einsatz bei der Elektrodenherstellung und in der Kohlenstoffindustrie ungeeignet ist.
Produktionsprozess und wichtige Phasen
1. Rohstoffannahme und -lagerung
Zu den Roh- und Hilfsstoffen gehören hauptsächlich Petrolkoks, Nadelkoks, Pech, Stickstoffgas, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat und Calciumhydroxid. Petrolkoks, Nadelkoks und Pech werden vom Kunden geliefert. Stickstoffgas wird vor Ort erzeugt, während Natriumhydroxid, Natriumcarbonat und Calciumhydroxid lokal bezogen werden. Petrolkoks, Nadelkoks und Pech werden in Ein-Tonnen-Säcken verpackt und per LKW zu den Rohstofflagern #5, #4 bzw. #7 transportiert und dort mit Gabelstaplern entladen.
2. Primäre Eisenentfernung
Petrolkoks und Nadelkoks werden per Gabelstapler von ihren jeweiligen Lagern zu den Aufgabetrichtern in der Trocknungshalle transportiert. Nach dem Entpacken werden sie in die Trichter entladen und über Förderbänder zur integrierten Grobbrech- und Trocknungsanlage befördert. Separator Auf dem Förderband installiert, entfernt es magnetische Verunreinigungen wie Bolzen und Stahlfragmente.
3. Grobzerkleinerung
Nach der primären Eisenentfernung werden die Materialien zur Grobbrechanlage der integrierten Maschine transportiert. Dort werden sie auf eine Partikelgröße von etwa 1–2 mm zerkleinert und anschließend auf ein Förderband zur Trocknungsanlage befördert.
4. Sekundäre Eisenentfernung
Ein zweiter Magnetabscheider auf dem Förderband entfernt verbleibende magnetische Verunreinigungen aus dem grob zerkleinerten Material.
5. Trocknen
Das Material wird im Trocknungsbereich der integrierten Maschine getrocknet. Die Wärme wird durch einen direkt befeuerten Heißluftofen mit Flüssigerdgas (LNG) bereitgestellt. Die erhitzte Luft und die Verbrennungsgase treten mit ca. 200 °C für 20–30 Minuten in die Trockenkammer ein. Der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt (Petroleumkoks: 8,861 TP3T, Nadelkoks: 13,21 TP3T) wird auf unter 51 TP3T (ca. 3,71 TP3T bzw. 4,91 TP3T) reduziert. Das getrocknete Material wird über eine geschlossene Förderschnecke in Ein-Tonnen-Säcke zur Zwischenlagerung abgefüllt.
6. Fräsen
In der Werkstatt #2 befinden sich zehn integrierte Brech-, Form- und Klassiermaschinen für Nadelkoks. In der Werkstatt #6 stehen 16 solcher Maschinen für Petrolkoks. Das getrocknete Material wird per Gabelstapler angeliefert, in die Aufgabetrichter der Maschinen gehoben, entladen und der Brechanlage zugeführt. Die Partikel werden auf eine Korngröße von ca. 0,1 mm bis 0,15 mm vermahlen und anschließend über eine Vakuumleitung zur Formanlage transportiert.
7. Formgebung
Im Formgebungsabschnitt werden die Werkstoffe sphäroidisiert, um ellipsoide Formen zu erhalten. Dies geschieht durch den Aufprall der Mahlkörper und die Reibung zwischen den Mahlkörpern und der Kammerwand. Das geformte Material wird anschließend unter Vakuum zum Klassierabschnitt transportiert.
8. Klassifizierung (Primär)
Die Klassieranlage besteht aus einem Zyklonabscheider und einem Schlauchfilter. Das Material gelangt zunächst in den Zyklonabscheider. Partikel mit einer Größe von über 0,1 mm setzen sich durch Schwerkraft ab, werden periodisch gesammelt, als Rückstände verpackt und an den Kunden zurückgeliefert. Partikel mit einer Größe von unter 0,1 mm gelangen in den Schlauchfilter, werden gesammelt, als Halbfertigprodukt verpackt und per Gabelstapler transportiert: ein Teil zur Beschichtung und Granulierung in die Werkstatt #6, ein Teil zu den Mischern. Die staubhaltigen Abluftprodukte werden über Kamine abgeleitet.
9. Beschichtung und Granulierung
Entsprechend den Kundenanforderungen werden zehn vertikale und ein horizontaler Reaktor eingesetzt. Die zehn vertikalen Reaktoren umhüllen/granulieren Petrolkoks mit Pech und erzielen so eine relativ stabile Qualität. Der horizontale Reaktor verarbeitet Nadelkoks mit Pech, wobei die Produktqualität stärkeren Schwankungen unterliegt.
- Vertikalreaktor: Ein vertikaler, zylindrischer Behälter, energieintensiv, aber platzsparend, geeignet für die stabile, großtechnische Chargenproduktion. Er umfasst Komponenten wie den Kesselkörper, den Kühlmantel, das Heizsystem, das Rührwerk, den Motor und die Dichtungen. Die Kapazität einer Charge beträgt 18,576 Tonnen über 4 Stunden.
Verfahren: Der Motor treibt das Rührwerk an. Halbfertiger Petrolkoks und Pech (Verhältnis 26,191:1) werden unter Vakuum in den Reaktor eingeleitet. Die elektrische Heizung folgt einer präzisen Temperaturkurve (350 °C–670 °C). Zur Verhinderung von Oxidation wird 2–3 Stunden lang Stickstoff zugeführt. Das geschmolzene Pech überzieht die Kokspartikel unter Rühren mit einer ca. 0,011 mm dicken Schicht und führt so zur Granulierung. - Horizontalreaktor: Ein horizontal angeordneter Zylinder, weniger energieintensiv, geeignet für kontinuierliche oder Niedertemperatur-, Hochdruck- und explosionsgeschützte Anwendungen. Die Kapazität beträgt 4,649 Tonnen/Stunde pro Charge (4 Stunden).
Verfahren: Ähnlich wie beim Vertikalreaktor werden halbfertiger Nadelkoks und Pech (Verhältnis 26,224:1) zugeführt. Die elektrische Heizung folgt dem gleichen Temperaturprofil. Stickstoff wird eingeleitet. Die Pechbeschichtungsdicke beträgt ca. 0,01 mm.
10. Kühlung
Die Rührgeschwindigkeit ist auf 15 U/min eingestellt. Kühlwasser zirkuliert eine Stunde lang durch die Reaktormäntel und kühlt das Material auf unter 50 °C ab. Der Reaktorboden wird geöffnet und das Material mittels Förderschnecke in Säcke abgefüllt. Nach dem Verschließen werden die Säcke mit einem Gabelstapler zum weiteren Formgebungsprozess transportiert. Von jeder Charge wird eine 100-kg-Probe für die Prüfung entnommen.
11. Sekundäre Formgebung
Die Werkstatt #6 verfügt über drei integrierte Sekundärformungs- und Klassiermaschinen. Die Maschinen #1 und #2 verarbeiten Petrolkoks, #3 Nadelkoks. Das gekühlte Material wird transportiert, hochgezogen und der Sekundärformungsanlage für einen weiteren Sphäroidisierungsprozess zugeführt, ähnlich wie in Schritt 7.
12. Sekundärklassifizierung
Ähnlich wie bei der Primärklassierung kommen in diesem Abschnitt ein Zyklon und ein Schlauchfilter zum Einsatz. Partikel mit einer Größe von über 0,13 mm werden als Sekundärrückstände gesammelt und an den Kunden zurückgeführt. Partikel mit einer Größe von unter 0,13 mm werden als Halbfertigprodukt gesammelt und den Mischern zugeführt. Die Abgase werden aufbereitet und abgeleitet.
13. Mischen
Verschiedene Chargen von Anoden-Halbfertigmaterialien (Petrolkoks und Nadelkoks) aus der Primär-/Sekundärklassierung werden zu Mischern transportiert. Sie werden angehoben, in den Mischer gegeben und vermischt, um eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung zu gewährleisten. Das Mischgut wird in Säcke abgefüllt.
14. Wiegen, Verpacken und Versenden
Die Halbfertigprodukte werden manuell gewogen und in 600-kg-Säcke verpackt, vorübergehend im Fertigwarenlager #3 gelagert und später an den Kunden versandt.
15. Leistungstests
- Prüfung von Halbfertigprodukten: Die Labortests umfassen die Stampfdichte, die Partikelgröße (mittels optischer Analyse) und die Pulvereigenschaften. Ungefähr 201 TP3T des geprüften Halbzeugs werden zurückgewiesen und an den Kunden zurückgesandt.
- Endproduktprüfung: Die Labortests umfassen Stampfdichte, Partikelgröße, Pulvereigenschaften, Malvern-Analyse, spezifische Oberfläche, Mahlbarkeitsindex und Verklumpungsindex. Ungefähr 201 TP3T des getesteten Endprodukts werden zurückgewiesen und an den Kunden zurückgesandt.
Auf Basis von Materialbilanzberechnungen beträgt der Produktertrag des erweiterten Projekts 62,91 TP3T (50.000 / 79.496,958).
Episches Pulver
Während dieses detaillierten Prozesses, insbesondere in der kritischen Phase Fräsen (6), Formen (7), Primärklassifizierung (8), Sekundärformen (11) und Sekundärklassifizierung (12) Stufen, die Effizienz und Präzision von Klassifizierungsgeräte sind von entscheidender Bedeutung für die Erzielung einer gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung, der gewünschten Sphäroidisierung und einer hohen Endproduktausbeute.
Bei Episches PulverWir sind spezialisiert auf fortgeschrittene Klassifikatoren und integrierte Schleif-Klassiersysteme Speziell entwickelt für anspruchsvolle Anwendungen wie die Anodenmaterialherstellung. Unsere Technologie gewährleistet:
- Präzise Schnittpunkte: Erzielen Sie eine scharfe und genaue Klassifizierung bei Zielgrößen wie 0,1 mm, 0,13 mm usw. und maximieren Sie so die Ausbeute an spezifikationskonformem Material.
- Hohe Effizienz: Die Gesamteffizienz des Prozesses wird durch eine effektive Trennung des Feinprodukts vom Rückstand verbessert.
- Gleichbleibende Qualität: Eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung ist entscheidend für die Gleichmäßigkeit der nachfolgenden Beschichtung und die endgültige Batterieleistung.
- Robustes Design: Konzipiert für den zuverlässigen Umgang mit Materialien wie Erdöl und Nadelkoks in kontinuierlichen Produktionsumgebungen.
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Vielen Dank fürs Lesen. Ich hoffe, mein Artikel war hilfreich. Hinterlassen Sie gerne einen Kommentar. Bei weiteren Fragen können Sie sich auch an Zelda, die Online-Kundendienstmitarbeiterin von EPIC Powder, wenden.
— Gepostet von Emily Chen, Leitender Ingenieur
