في ماذا يستخدم فحم الكوك البترولي؟

فحم الكوك البترولي هو منتج ثانوي لتكرير البترول، وهو أسود اللون ومسامي. ونظرًا لمحتواه العالي من الكربون ومقاومته الممتازة للحرارة وتوصيله الكهربائي الجيد، فإنه يستخدم على نطاق واسع. مثل التدفئة الصناعية وإنتاج الأسمنت، والألومنيوم الإلكتروليتي وصناعة الصلب، وبطاريات الليثيوم والجرافيت الخاص. وهي مادة خام مهمة تدعم تطوير العديد من الصناعات.

نظرة عامة أساسية على فحم الكوك البترولي

فحم الكوك البترولي هو منتج ثانوي لتكرير البترول، والذي ينتج عن طريق تكسير وفحم الكوك للزيت المتبقي منخفض الضغط عند درجة حرارة تتراوح بين 500-550 درجة مئوية. ويكون مظهره على شكل هياكل قرص عسلية سوداء أو رمادية داكنة، بمحتوى كربون يتراوح بين 901 تيرابايت - 971 تيرابايت - 971 تيرابايت، وهيدروجين يتراوح بين 1.51 تيرابايت - 81 تيرابايت. ويحتوي على كمية صغيرة من الشوائب مثل الحديد والسيليكون. طرق التصنيف متنوعة، والأنواع المختلفة لها اختلافات كبيرة في الخصائص والتطبيقات. ووفقًا لطريقة التكويك، يمكن تصنيفه إلى فحم الكوك المتأخر، وفحم الكوك على دفعات، وما إلى ذلك؛ ووفقًا لطريقة المعالجة الحرارية، يمكن تقسيمه إلى فحم الكوك الخام وفحم الكوك المكلس؛ ووفقًا لمحتوى الكبريت المختلف، يمكن تصنيفه إلى فحم الكوك عالي الكبريت ومتوسط الكبريت ومنخفض الكبريت؛ ووفقًا للهيكل، يمكن تقسيمه إلى فحم الكوك الإسفنجي وفحم الكوك على شكل قرص العسل وفحم الكوك على شكل إبرة.

تطبيقات فحم الكوك النفطي

قطاع الوقود

التدفئة الصناعية

يتمتع فحم الكوك البترولي بقيمة حرارية عالية وتبلغ قيمته الحرارية المنخفضة من 1.5 إلى 2 ضعف قيمة الفحم. لذا فقد أصبح وقودًا مهمًا للتدفئة الصناعية، ويمكنه تلبية متطلبات الإنتاج للصناعات التي تتطلب بيئات ذات درجة حرارة عالية. في إنتاج السيراميك، يمكن أن يؤدي الاحتراق في درجات الحرارة العالية إلى وصول جسم الطين بسرعة إلى درجة حرارة الحرق. وعلاوة على ذلك، يحتوي على محتوى منخفض من الرماد ويولد نفايات احتراق أقل. وهذا مفيد للحد من التلوث وتكاليف صيانة المعدات.

إنتاج الأسمنت

ويلعب فحم الكوك البترولي دورًا حاسمًا في إنتاج الأسمنت، والذي يمكن أن يلبي متطلبات التكليس في درجات الحرارة العالية للمواد الخام. ومن ثم يضمن توليد الكلنكر عالي الجودة. وتمكن خصائص احتراقه فرن الأسمنت من الاحتراق بثبات وتوفير مصدر حرارة مستمر. ولا يقلل الاستخدام المعقول من تكاليف الإنتاج فحسب، بل يحسن أيضًا من أداء الأسمنت ويعزز قوته ومتانته.

توليد الطاقة

في توليد الطاقة، تمزجه بعض محطات توليد الطاقة مع الفحم للاحتراق، لأنه يمكن أن يعزز الكفاءة من خلال الاستفادة من قيمته الحرارية العالية. وهو يختلف عن توليد الطاقة باستخدام الفحم، حيث يمكن أن يقلل في بعض الأحيان من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت، كما أنه مناسب للتخزين والنقل. وبالنسبة للمناطق التي تفتقر إلى الفحم ولكن لديها القدرة على معالجة البترول، فهو طريقة مجدية لإمداد الطاقة.

الصناعة المعدنية

التحليل الكهربائي للألومنيوم

في إنتاج الألومنيوم الإلكتروليتي، يعتبر فحم الكوك النفطي المادة الخام الرئيسية للأنود المخبوز مسبقًا. من خلال عمليات مثل التكليس والقولبة، يتمتع الأنود المخبوز مسبقًا بموصلية كهربائية ممتازة ومقاومة درجات الحرارة العالية والاستقرار الكيميائي. وهو لا يفي فقط بمتطلبات التفاعلات الكهروكيميائية داخل الخلية الإلكتروليتية ولكنه يمدّ الإلكترونات لاختزال الألومنيوم. وتتمتع الأنودات المصنوعة من فحم الكوك البترولي منخفض الكبريت عالي الجودة بمعدل استهلاك منخفض. ويمكنه تعزيز كفاءة الإنتاج والجودة وتقليل تكلفة الألومنيوم.

إضافة الكربون في صناعة الصلب

مع المحتوى العالي من الكربون وخصائص الشوائب المنخفضة، يمكنك استخدامه عادةً في صناعة الفولاذ كمعزز للكربون. ويمكنه تجديد عنصر الكربون بشكل فعال في الفولاذ المصهور والتحكم الدقيق في التركيب لتحسين أداء الفولاذ. أصبح فحم الكوك البترولي منخفض الكبريت ومنخفض الرماد الخيار المفضل في إنتاج الفولاذ الخاص وسبائك الفولاذ. فهو يضمن نقاء الفولاذ وخصائصه الميكانيكية، مما يلبي المتطلبات العالية للصناعة لجودة الفولاذ.

قطاع المواد الكيميائية والمواد الجديدة

 مواد الأنود لبطاريات الليثيوم

فحم الكوك البترولي هو مادة سليفة لـ أنود بطارية الليثيوموالتي تتميز بتكلفة منخفضة وموارد وفيرة. بعد المعالجة الحرارية الخاصة والتعديل السطحي، يمكنك تحويله إلى مادة أنود ذات سعة محددة عالية وأداء جيد في ركوب الدراجات. لها مزايا في كفاءة الشحن والتفريغ الأولى والأداء في درجات الحرارة المنخفضة. وهذا يوفر الدعم لتطوير تكنولوجيا بطاريات الليثيوم في مجالات مركبات الطاقة الجديدة وتخزين الطاقة.

تحضير الكربون المنشط

يحتوي فحم الكوك البترولي على بنية غنية بالمسام ومحتوى عالي من الكربون ويمكن تحويله إلى كربون منشط عالي الأداء. ويتميز هذا النوع من الكربون المنشط بمساحة سطح محددة كبيرة ومسام دقيقة متطورة وقدرة امتصاص قوية. يمكنك استخدامه على نطاق واسع في تنقية المياه، وتنقية الهواء، وإزالة ألوان الطعام، وما إلى ذلك لتحسين جودة المياه.

منتجات الجرافيت الخاصة

أقطاب أفران القوس الكهربائي لصناعة الصلب الكهربائية

من خلال عمليات مثل التكليس والجرافيتنة، تتمتع أقطاب الجرافيت المصنوعة من فحم الكوك البترولي بموصلية عالية وقوة ميكانيكية قوية ومقاومة درجات الحرارة العالية. ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية والتيارات القوية لفرن القوس الكهربائي. إبرة فحم الكوك المصنوعة من فحم الكوك المصنوع من فحم الكوك فائق الطاقة أقطاب كهربائية مواد أساسية لأفران القوس الكهربائي الكبيرة، مما يعزز كفاءة صناعة الصلب ويقلل من استهلاك الطاقة.

الجرافيت للمفاعلات النووية

وهو مصنوع من فحم الكوك البترولي كمادة خام وتتم معالجته من خلال إجراءات تنقية خاصة. ويتميز بدرجة نقاء عالية للغاية وثبات حراري جيد ومقاومة للإشعاع، مما يضمن التشغيل الآمن والمستقر للمفاعلات. لذا، وباعتباره مادة أساسية للتفاعلات النووية، يمكنك استخدامه في هيكل قلب المفاعل وجهاز التهدئة في المفاعلات النووية.

مواد مانعة للتسرب عالية الجودة

وبفضل خاصية التشحيم الذاتي، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والاستقرار الكيميائي، فقد أصبحت مواد مانعة للتسرب مثالية للفضاء والبتروكيماويات وغيرها. يمكنها الحفاظ على الختم في الظروف القاسية، ومنع التسرب المتوسط، وضمان تشغيل المعدات.

تطبيقات ناشئة أخرى

المواد الأولية لإنتاج الهيدروجين

ولأنه غني بعناصر الكربون، يمكن هدرجة فحم الكوك النفطي من خلال عمليات مثل التغويز. ويمكن أن يؤدي التحكم في ظروف التفاعل إلى زيادة إنتاجية الهيدروجين ونقائه وتقليل التكاليف وتحسين استخدام الموارد.

قطاع حماية البيئة

وبفضل الهيكل المسامي ومساحة السطح المحددة العالية، يمكنك استخدامه كمادة ماصة لمعالجة غازات النفايات الصناعية. يمكن أن يزيل فحم الكوك البترولي الملوثات مثل ثاني أكسيد الكبريت ويتحول إلى مواد غير ضارة بعد المعالجة. ويمكنك أيضًا استخدامه لمعالجة التربة وامتصاص المعادن الثقيلة وتثبيتها للحد من التلوث.

المعالجة العميقة لمواد الكربون

وكسليفة مهمة للمواد الكربونية، يمكنك تحويلها إلى مواد عالية الأداء مثل الأنابيب النانوية الكربونية. ومن خلال تقنيات مثل الترسيب الكيميائي أو ترسيب البخار الفيزيائي، وما إلى ذلك، تتمتع هذه المواد بخصائص ميكانيكية وكهربائية ممتازة. لذلك يمكنك استخدامها على نطاق واسع في المجالات المتطورة مثل الفضاء وإلكترونيات المعلومات.

الخاتمة

نظرًا لخصائصه الفريدة، يلعب فحم الكوك البترولي دورًا حاسمًا في العديد من المجالات مثل الوقود والمعادن والطاقة الجديدة. ومع تقدم التكنولوجيا، توسعت تطبيقاته بشكل مستمر وتزايدت أهميته بشكل متزايد. ومن أجل دعم التنمية المستدامة لمختلف الصناعات، يجب تعزيز كفاءة الاستخدام وحماية البيئة من خلال الابتكار.