석유 코크스는 원유 증류 과정에서 경질유와 중질유를 분리한 후, 중질유를 열분해하여 얻는 제품입니다. 불규칙한 형태를 띠며, 주성분은 탄소입니다. 연료로서 석유 코크스는 중질유를 대체할 수 있어 새로운 에너지 개발에 중요한 역할을 합니다. 또한 흑연, 야금, 화학 산업 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 이 글에서는 석유 코크스의 주요 특징에 대해 자세히 알아보겠습니다. 밀링, 성형 및 분류 석유 코크스 생산 단계.
세계 최대의 석유 코크스 소비 산업은 시멘트 산업이며, 그 다음으로는 소성 과정을 거쳐 알루미늄 제련용 프리베이크 양극이나 제철용 흑연 전극 생산에 사용됩니다. 건설 부문의 호황에 힘입어 석유 코크스 산업은 꾸준히 성장세를 보이며 미래에도 밝은 전망을 제시하고 있습니다.
석유 코크스의 분류
- 니들 코크: 바늘 모양의 독특한 구조와 섬유질 질감을 지니고 있으며, 주로 제철소의 고출력 흑연 전극에 사용됩니다.
- 스폰지 콜라: 화학적 반응성이 높고 불순물 함량이 낮아 주로 알루미늄 산업 및 탄소 산업에서 사용됩니다.
- 샷 콜라 (구형 콜라): 구형이며 지름은 0.6~30mm이고, 일반적으로 유황과 아스팔텐 함량이 높은 잔류유에서 생산됩니다. 발전, 시멘트 및 유사 산업의 연료로만 사용할 수 있습니다.
- 유동적인 콜라: 유동층 코크스 공정을 통해 생산됩니다. 입자가 미세하고(직경 0.1~0.4mm) 휘발성 물질 함량과 열팽창 계수가 높아 전극 제조 및 탄소 산업에 직접 사용하기에는 적합하지 않습니다.
생산 공정 및 주요 단계
1. 원자재 수령 및 보관
주요 원료 및 보조 자재는 석유 코크스, 니들 코크스, 피치, 질소 가스, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼슘입니다. 석유 코크스, 니들 코크스, 피치는 발주처에서 공급합니다. 질소 가스는 현장에서 생산하며, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼슘은 현지에서 구매합니다. 석유 코크스, 니들 코크스, 피치는 1톤 포대에 포장되어 트럭으로 각각 원자재 창고 #5, #4, #7로 운반된 후 지게차를 이용하여 하역합니다.
2. 1차 철분 제거
석유 코크스와 니들 코크스는 각각의 창고에서 지게차를 이용해 건조 작업장의 투입 호퍼로 운반됩니다. 포장을 푼 후, 호퍼에 투입되어 벨트 컨베이어를 통해 통합형 조분쇄 및 건조기로 이송됩니다. 자석식 분리 기호 컨베이어에 설치된 장치는 볼트나 철 조각과 같은 자성 불순물을 제거합니다.
3. 거친 분쇄
1차 철분 제거 후, 재료는 통합 기계의 조분쇄 섹션으로 이송됩니다. 여기서 재료는 약 1mm~2mm 크기로 분쇄된 후 건조 섹션으로 연결되는 컨베이어에 배출됩니다.
4. 2차 철분 제거
컨베이어에 설치된 두 번째 자석 분리기는 거칠게 분쇄된 재료에서 남아있는 자성 불순물을 제거합니다.
5. 건조
해당 재료는 통합 장비의 건조 섹션에서 건조 과정을 거칩니다. 열은 액화천연가스(LNG)를 사용하는 직접 연소식 열풍로에서 공급됩니다. 가열된 공기와 연소 가스는 약 200°C의 온도로 건조실에 유입되어 20~30분 동안 건조됩니다. 초기 수분 함량(석유 코크스: 8.86%, 니들 코크스: 13.2%)은 5% 미만(각각 약 3.7% 및 4.9%)으로 감소됩니다. 건조된 재료는 밀폐형 스크류 컨베이어를 통해 1톤 백에 담아 임시 보관합니다.
6. 제분
#2 작업장에는 니들 코크스용 통합 분쇄, 성형 및 분류 기계 10대가 설치되어 있습니다. #6 작업장에는 석유 코크스용 통합 기계 16대가 설치되어 있습니다. 건조된 원료는 지게차로 운반되어 기계 투입 호퍼로 올려진 후 포장을 풀고 분쇄 섹션으로 투입됩니다. 입자는 약 0.1mm~0.15mm 크기로 분쇄된 후 진공 상태의 밀폐 파이프라인을 통해 성형 섹션으로 이송됩니다.
7. 형태 만들기
성형 섹션에서 재료는 구형화 공정을 거쳐 타원형으로 성형됩니다. 이는 연삭 매체 간의 충격과 매체와 챔버 벽 사이의 연삭을 통해 이루어집니다. 성형된 재료는 진공 상태에서 분류 섹션으로 이송됩니다.
8. 분류 (기본)
분류 섹션은 사이클론 분리기와 백 필터로 구성됩니다. 이 섹션으로 유입되는 물질은 먼저 사이클론 분리기로 보내집니다. 0.1mm보다 큰 입자는 중력에 의해 침전되어 주기적으로 수집되고, 미처리 폐기물로 백에 담아 고객에게 반환됩니다. 0.1mm보다 작은 입자는 백 필터를 통과하여 수집되고, 반제품으로 백에 담아 지게차로 운반됩니다. 일부는 코팅 및 과립화를 위해 작업장 #6으로, 일부는 믹서로 운반됩니다. 분진이 포함된 배기가스는 굴뚝을 통해 배출됩니다.
9. 코팅 및 과립화
고객 요구사항에 따라 수직형 반응기 10개와 수평형 반응기 1개를 사용했습니다. 수직형 반응기 10개는 석유 코크스를 피치로 코팅/과립화하여 비교적 안정적인 품질의 제품을 생산합니다. 수평형 반응기는 침상 코크스를 피치로 처리하는데, 제품 품질 변동이 상대적으로 큽니다.
- 수직형 원자로: 수직 원통형 용기로, 에너지 집약적이지만 공간 효율성이 뛰어나 안정적인 대규모 배치 생산에 적합합니다. 용기 본체, 냉각 재킷, 가열 시스템, 교반기, 모터 및 밀봉 장치 등의 구성 요소로 이루어져 있습니다. 각 배치 생산 용량은 4시간 동안 18.576톤입니다.
프로세스: 모터가 교반기를 구동합니다. 반제품 석유 코크스와 피치(비율 26.191:1)가 진공 공급 방식으로 반응기에 투입됩니다. 전기 가열은 정확한 온도 곡선(350°C~670°C)을 따라 진행됩니다. 산화를 방지하기 위해 2~3시간 동안 질소가 주입됩니다. 교반 과정에서 용융된 피치가 코크스 입자를 코팅하여(두께 약 0.011mm) 과립화됩니다. - 수평형 원자로: 수평으로 배치되는 실린더로, 에너지 소비가 적고 연속 또는 저온, 고압, 방폭 작업에 적합합니다. 용량은 배치당 시간당 4.649톤(4시간 기준)입니다.
프로세스: 수직형 반응기와 유사하게, 반제품 니들 코크스와 피치(비율 26.224:1)를 투입한다. 전기 가열은 동일한 온도 프로파일을 따른다. 질소를 주입한다. 피치 코팅 두께는 약 0.01mm이다.
10. 냉각
교반기 속도는 15rpm으로 설정됩니다. 냉각수는 1시간 동안 반응기 재킷을 통해 순환되어 재료를 50°C 이하로 냉각합니다. 반응기 바닥을 열고 스크류 컨베이어를 통해 재료를 백에 배출합니다. 백을 밀봉한 후 지게차로 2차 성형 공정으로 옮깁니다. 각 배치에서 100kg의 샘플을 채취하여 테스트합니다.
11. 2차 성형
작업장 #6에는 3개의 통합형 2차 성형 및 분류기가 있습니다. 기계 #1과 #2는 석유 코크스를 처리하고, #3은 니들 코크스를 처리합니다. 냉각된 재료는 이송, 인양되어 7단계와 유사한 구상화 공정을 위해 2차 성형 섹션으로 공급됩니다.
12. 2차 분류
1차 분류와 마찬가지로 이 단계에서도 사이클론과 백필터를 사용합니다. 0.13mm보다 큰 입자는 2차 폐기물로 수집되어 고객에게 반환됩니다. 0.13mm보다 작은 입자는 반제품으로 수집되어 믹서로 보내집니다. 배기가스는 처리 후 배출됩니다.
13. 믹싱
1차/2차 분류에서 나온 여러 배치(batch)의 반제품 양극재(석유 코크스 및 니들 코크스)가 믹서로 이송됩니다. 이 재료들은 인양되어 믹서에 투입되고, 균일한 입자 크기 분포를 확보하기 위해 혼합됩니다. 혼합된 재료는 자루에 담겨 배출됩니다.
14. 계량, 포장 및 배송
반제품/완제품은 수작업으로 무게를 측정하고 600kg 포대에 포장하여 완제품 창고 #3에 임시 보관한 후 고객에게 배송됩니다.
15. 성능 테스트
- 반제품 테스트: 실험실 테스트에는 탭 밀도, 입자 크기(진공 광학 분석을 통해), 분말 특성 등이 포함됩니다. 테스트를 거친 약 20%의 반제품이 불량으로 판정되어 고객에게 반송됩니다.
- 최종 제품 테스트: 실험실 테스트에는 탭 밀도, 입자 크기, 분말 특성, 말번 분석, 비표면적, 분쇄성 지수 및 응집 지수가 포함됩니다. 테스트를 거친 최종 제품 약 20%가 불량으로 판정되어 고객에게 반송됩니다.
물질수지 계산에 따르면 확장된 프로젝트의 제품 수율은 62.9%(50,000 / 79,496.958)입니다.
에픽 파우더
이 상세한 과정 전반에 걸쳐, 특히 중요한 부분에서 밀링(6), 성형(7), 1차 분류(8), 2차 성형(11), 2차 분류(12) 단계, 효율성 및 정확성 분류 장비 이는 일관된 입자 크기 분포, 원하는 구형화, 그리고 높은 최종 제품 수율을 달성하는 데 매우 중요합니다.
~에 에픽 파우더저희는 첨단 기술을 전문으로 합니다. 분류기 및 통합 분쇄-분류 시스템 양극재 생산과 같은 까다로운 응용 분야에 특화하여 설계되었습니다. 당사의 기술은 다음과 같은 사항을 보장합니다.
- 정확한 절단 지점: 0.1mm, 0.13mm 등과 같은 목표 크기에서 선명하고 정확한 분류를 달성하여 규격에 맞는 재료의 생산량을 극대화합니다.
- 고효율: 미세 제품을 미광에서 효과적으로 분리하여 전반적인 공정 효율을 향상시키십시오.
- 일관된 품질: 균일한 입자 크기 분포를 제공하여 후속 코팅의 균일성과 최종 배터리 성능을 보장합니다.
- 견고한 설계: 석유 및 니들 코크스와 같은 물질을 연속 생산 환경에서 안정적으로 처리할 수 있도록 설계되었습니다.
기존 분류 단계를 업그레이드하려는 경우든 새로운 생산 라인을 설계하려는 경우든, 에픽 파우더의 분류기 이는 제품 품질 향상, 생산량 증대 및 수익성 증대의 핵심이 될 수 있습니다.
지금 바로 Epic Powder에 문의하여 당사의 분류 솔루션이 귀사의 양극재 생산 공정에 어떤 이점을 제공할 수 있는지 상담하십시오.
"읽어주셔서 감사합니다. 제 글이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 아래에 댓글을 남겨주세요. 추가 문의 사항이 있으시면 EPIC Powder 온라인 고객 상담원 젤다에게 연락하셔도 됩니다."
— 게시자 에밀리 첸, 수석 엔지니어
