石油コークスは現代化学工業の重要な原料であり、その高温焼成プロセスは石油コークスの品質と収率に大きな影響を与える。本稿では、石油コークスの高温焼成技術とその生産上の意義について考察し、企業の参考となる情報を提供する。
高温焼成による石油コークス製造の意義
石油コークスの焼成は、アルミニウム陽極製造における主要工程の一つです。その目的は、原料から揮発性物質を除去し、原料の密度、機械的強度、電気伝導性、および化学的安定性を向上させることです。焼成工程において、石油コークスの元素組成と組織構造が変化し、焼成後の原料の物理的および化学的特性は著しく向上します。
この特殊な製品特性は化学産業のより多くの要求を満たすことができるため、一部の産業企業は再び利用しています。焼成プロセスにおいて、焼成度の徹底度と焼成プロセスの適切さは、石油コークスの生産量と精度に影響を与えます。したがって、石油コークスの高温焼成技術を研究することは非常に重要です。
高温焼成石油コークスの技術分析
我が国の化学工業と連携して、石油コークス製品の品質、安全性、生産量などの様々な要求を満たすために焼成を行うにあたり、現在我が国で一般的に用いられている高温焼成方法は、ロータリーキルン、コークス炉、タンク炉などである。企業生産の参考とするため、いくつかの焼成技術の原理、特徴、適用性、経済指標を比較検討する。
（１）回転窯焼成技術
1. 原理分析：ロータリーキルン技術は、ロータリーキルンの特殊な物理構造と組み合わせることで、固体石油コークスの効果的な熱処理を実現できます。ロータリーキルン技術の原理は、石油コークスの焼成過程における外部温度の上昇と、回転速度の上昇による内部化学反応を利用して、石油コークスの燃焼速度を加速し、高温焼成によって石油コークスを製造することです。
2. ロータリーキルン技術は主に以下の工程から構成されます。
1) 予熱：シリンダーをゆっくり回転させ、特定の可燃性物質を加えることで、内部の石油コークスが発火点に達し、ゆっくり燃焼するようにする。
2) 焼成: 外部からシリンダーの回転を加速させ、焼成温度を上昇させると、内部の石油コークス化化学反応が強まる。
3) 冷却：水の揮発後の石油コークスの凝縮により、高精度の石油コークスが生成される。
3. 利点と欠点および実用的分析：ロータリーキルンは、大規模な工業生産と組み合わせることで、操作が簡単で、生産量が多く、コストが低く、メンテナンスが容易などの特徴を持ち、企業で20～30年間効果的に稼働でき、さまざまな炭素石油コークスの使用に適しています。同時に、ロータリーキルン自体は、内部燃焼材料の回転と化学反応の原理を利用して、燃焼材料のコストを削減します。しかし、石油コークスがシリンダー軸で回転すると、高温により耐火物の摩耗や脱落が起こりやすく、焼成製品の品質が不安定になり、高精度の生産はわずか約10％にとどまります。
したがって、回転窯の特性と併せて、企業は操業中に炉の建材や工程を的確に処理し、工業生産効率の向上、焼成強度の強化、製品精度の向上といった要求を可能な限り満たす必要がある。
（２）コークス炉焼成技術
1. 原理分析：コークス炉焼成は、特殊処理されたコークスを、耐火性の高いレンガブロックでできた高温焼成炉で焼成し、得られたコークスを粉砕・処理して、コークス製造に必要な微粉末製品にする工程です。この工程では、原料コークスの配合、焼成温度、焼成時間などに関して非常に厳しい要件があります。
2. 利点と欠点および実用的分析：ロータリーキルン技術と比較して、コークス炉は生産性が高く、精度が高いという特徴があります。幅広い原料に対応でき、使用時に自動制御が可能で、企業向けに高品質のコークスを生産できます。同時に、コークス炉の生産には建設上の問題もあり、コークス炉の建設には高い要求があり、炉の温度制御には高い精度が求められ、維持費も高額になるため、コークス炉生産への投資の普及率に影響します。
しかしながら、将来の石油コークス焼成技術の発展においては、コークス炉焼成は省エネルギーと排出削減の役割を実現でき、環境保護とエネルギーの総合的利用に一定の貢献をすることができるため、コークス炉焼成には幅広い発展の見通しがある。
（３）タンク式焼成炉技術
1. 原理分析：缶型焼成炉の主な構造は、供給タンク、火道、熱交換室、供給排出装置、冷却水循環装置などです。高温焼成の過程では、タンクに投入された石油コークスが内部固定物質を介して内部炭素材料の連続反応を実現し、高温焼成を完了します。一般的な焼成タンクは、煙の排出の程度と方向に応じて、下向流焼成と向向流焼成に分けられます。
2. 利点と欠点の分析と実用的分析：缶型焼成炉は我が国で広く使用されており、我が国の炭素産業の中核的な産業手段です。石油コークスを特殊処理することで、熱を十分に供給し、間接加熱の要件を満たすことができ、内部が空気との接触を避け、酸素損失率を低減し、完成品の生産量と品質を向上させることができます。しかし、缶型焼成炉技術を採用する場合、多くの手動操作工程があり、安全上のリスクが高まります。同時に、タンク型焼成炉自体に多くの穴の要件があり、メンテナンスが困難になります。
今後、企業は排出量、故障リスク調査などの面からキャニスター焼成技術をさらに研究し、石油コークスの高温焼成による生産量増加という目的を達成することができる。
要約すると、石油コークスの高温焼成は、我が国の化学工業およびアルミニウム産業に大きな影響を与えています。企業は自社の産業ニーズに応じて適切な高温焼成技術を選択することで、最終的にコスト削減と効率向上を実現できます。
投稿日時：2022年11月28日