石油焦是原油蒸餾過程中分離出的產物，其中輕質油和重質油被分離，隨後重質油經熱裂解而得。它的形狀不規則，主要元素成分是碳。作為燃料，石油焦可以取代重質油，為新能源應用提供了極佳的途徑。它也用於石墨製造、冶金、化工等行業。本文將帶您了解石油焦的關鍵特性。 銑削、成型和分級 石油焦生產的各個階段。
石油焦是全球最大的消費產業，其次是用於生產鋁冶煉的預焙陽極或煉鋼用石墨電極（經煅燒後）。隨著建築業的蓬勃發展，石油焦產業也呈現穩定上升的態勢，未來發展前景廣闊。
石油焦的分類
- 針狀可樂： 具有獨特的針狀結構和纖維狀紋理，主要用於煉鋼中的高功率石墨電極。
- 海綿可樂： 具有化學反應活性高、雜質含量低的特點，主要用於鋁工業和碳產業。
- 球形焦炭（球狀焦炭）： 球形，直徑0.6-30毫米，通常由高硫、高瀝青質殘油製成。它只能用作發電、水泥及類似行業的燃料。
- 流化可樂： 採用流化焦化製程生產。其顆粒細小（直徑0.1-0.4mm），揮發分含量高，熱膨脹係數大，因此不適合直接用於電極製備及碳工業。
生產流程和關鍵階段
1. 原料接收與存儲
原料和輔助材料主要包括石油焦、針狀焦、瀝青、氮氣、氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣。石油焦、針狀焦和瀝青由客戶提供。氮氣在現場製取，氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣則是從當地採購。石油焦、針狀焦和瀝青分別以一噸袋包裝，並透過卡車運送至原料倉庫#5、#4和#7，並使用堆高機卸貨。
2. 初級除鐵
石油焦和針狀焦由堆高機從各自的倉庫運送到乾燥車間的進料斗。卸料後，它們被卸入料斗，並透過皮帶輸送機送入整合式粗碎乾燥機。 分隔符 安裝在傳送帶上的裝置可以去除螺栓和鋼屑等磁性雜質。
3. 粗碎
經過初步除鐵後，物料被輸送到一體化設備的粗破碎段。在這裡，物料被破碎至粒徑約1-2毫米，然後卸到輸送機上，送入乾燥段。
4. 二次除鐵
輸送帶上的第二個磁選機可去除粗碎物料中剩餘的磁性雜質。
5. 乾燥
物料在整合設備的乾燥段進行乾燥。熱源為液化天然氣（LNG）直燃式熱風爐。加熱後的空氣和燃燒氣體以約200℃的溫度進入乾燥室，持續20-30分鐘。初始水分含量（油焦：8.861噸/立方噸，針狀焦：13.21噸/立方噸）降至51噸/立方噸以下（分別約3.71噸/立方噸及4.91噸/立方噸）。乾燥後的物料經由密封螺旋輸送機卸入一噸重的包裝袋中，進行暫時儲存。
6. 銑削
#2車間設有10台用於針狀焦的整合式破碎、成型和分級設備。 #6車間設有16台用於石油焦的同類設備。乾燥後的物料由堆高機運輸，提升至機器進料斗，卸料後送入破碎段。物料被破碎至約0.1mm-0.15mm，然後透過密封管道在真空條件下輸送至成型段。
7. 塑造
在成型段，物料經過球化處理形成橢球形。這是透過研磨介質的衝擊以及介質與腔室壁之間的研磨作用來實現的。成型後的物料隨後在真空作用下輸送到分級段。
8. 分類（主要）
分級段由旋風分離器和袋式過濾器組成。進入該段的物料首先進入旋風分離器。大於0.1毫米的顆粒靠重力沉降，定期收集，裝袋後作為尾礦返回客戶。小於0.1毫米的顆粒進入袋式過濾器，收集後裝袋作為半成品，並用叉車運輸：一部分運往#6車間進行包衣和造粒，一部分運往混合機。含粉塵的廢氣經由煙囪排放。
9. 包衣和製粒
根據客戶需求，採用了10台立式反應器和1台臥式反應器。 10台立式反應器用於瀝青包覆/造粒石油焦，產品品質相對穩定。水平反應器用於瀝青包覆針狀焦，產品品質波動較大。
- 垂直反應器： 這是一種垂直圓柱形容器，能耗較高但空間利用率高，適用於穩定、大規模的大量生產。它包括釜體、冷卻夾套、加熱系統、攪拌器、馬達和密封件等部件。每批次產能為18.576噸，生產週期為4小時。
過程： 馬達驅動攪拌器。半成品石油焦和瀝青（比例為26.191:1）以真空方式送入反應器。電加熱依照精確的溫度曲線（350℃-670℃）進行。通入氮氣2-3小時以防止氧化。在攪拌下，熔融的瀝青包裹在焦炭顆粒（厚度約為0.011毫米）表面，從而實現造粒。 - 水平反應器： 水平放置的氣瓶，能耗較低，適用於連續或低溫、高壓、防爆作業。每批次（4 小時）的處理量為 4.649 噸/小時。
過程： 與垂直反應器類似，進料為半成品針狀焦和瀝青（比例為26.224:1）。電加熱採用相同的溫度曲線。通入氮氣。瀝青塗層厚度約為0.01毫米。
10. 冷卻
攪拌器轉速設定為15轉/分鐘。冷卻水在反應釜夾套內循環1小時，將物料冷卻至50℃以下。打開反應釜底部，物料透過螺旋輸送機卸入袋中。封口後，用堆高機將袋子運送至二次成型工序。每個批次抽取100公斤樣本進行測試。
11. 二次成型
#6車間配備3台整合式二次成型分級機。 #1和#2加工石油焦；#3加工針狀焦。冷卻後的物料經輸送、提升後送入二次成型段進行另一次球化處理，與步驟7類似。
12. 二級分類
與初級分級類似，此部分也採用旋風分離器和袋式過濾器。大於0.13毫米的顆粒作為二級尾礦收集並返還給客戶。小於0.13毫米的顆粒作為半成品收集並送至混煉機。廢氣經處理後排放。
13. 混合
來自初級/二級分級的不同批次的半成品陽極材料（石油焦和針狀焦）被輸送到混合機。這些材料被提升到混合機中，進行混合，以確保粒徑分佈均勻。混合後的物料裝袋。
14. 稱重、包裝和運輸
半成品/產品經人工秤重後，包裝成 600 公斤一袋，暫時存放於成品倉庫 #3，之後運送給客戶。
15. 性能測試
- 半成品測試： 實驗室測試包括振實密度、粒度（透過光學分析法）和粉末特性。大約有 20% 的半成品因測試不合格而被拒絕並退還給客戶。
- 最終產品測試： 實驗室測試項目包括振實密度、粒度、粉末特性、馬爾文分析、比表面積、可磨性指數和結塊指數。大約有 20% 的最終產品因測試不合格而被拒絕並退還給客戶。
根據物料平衡計算，擴建工程的產品產率為 62.9%（50,000 / 79,496.958）。
史詩粉末
在整個詳細過程中，尤其是在關鍵階段 銑削（6）、成形（7）、一級分類（8）、二級成形（11）和二級分類（12） 階段、效率和精確度 分類設備 對於實現一致的粒徑分佈、理想的球形化和較高的最終產物產率而言，至關重要。
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— 發布者 艾米麗·陳, 資深工程師
