Prosessen med å lagekalsinert petroleumskoks (CPC)innebærer en rekke trinn hvor petroleumskoks utsettes for høy varme i et kontrollert miljø for å fjerne flyktige stoffer og urenheter, noe som resulterer i et produkt med høyere karboninnhold.
Her er en oversikt over den typiske prosessen for å produsere kalsinert petroleumskoks:
1. Produksjon av Green Petroleum Coke (GPC)
Før kalsinering kan skje, må petroleumskoks (ofte referert til som "grønn petroleumskoks" eller GPC) først produseres. Dette trinnet skjer under raffinering av råolje, spesielt underforsinket koksingellerfluidisert katalytisk cracking(FCC) prosess. Prosessen innebærer å bryte ned tunge råoljefraksjoner til lettere produkter og petroleumskoks som et biprodukt.
Kokingsprosess: I forkoksingsprosessen varmes tunge restoljer opp og sprekker i en ovn, noe som fører til dannelse av petroleumskoks. Koksen som resulterer fra denne prosessen kalles "grønn" koks, og den inneholder en betydelig mengde flyktig materiale (hovedsakelig hydrokarboner) som må fjernes.
2. Kalsinering
Den grønne petroleumskoksen blir deretter utsatt forkalsinering-en høytemperaturbehandlingsprosess som driver bort flyktige hydrokarboner og urenheter fra koksen.
Trinn i kalsineringsprosessen:
Ovn: GPC er plassert i enroterende ovneller avertikal sjaktovn. En roterende ovn er den vanligste og innebærer å rotere koksen inne i en sylindrisk ovn som varmes opp eksternt ved å brenne drivstoff (naturgass, olje eller annet drivstoff).
Oppvarming: Temperaturen inne i ovnen økes gradvis til rundt1200 grader til 1400 grader(2200 grader F til 2550 grader F). Denne er høy nok til å bryte ned de gjenværende flyktige materialene i koksen, og etterlate en mer ren form for karbon (kalsinert koks).
Volatilisering: Under oppvarmingsprosessen fordamper det flyktige stoffet (som svovel, hydrogen og andre urenheter) i koksen og støtes ut av ovnen. Dette resulterer i et mer stabilt, tett og karbonrikt produkt.
Rensing: Kalsineringsprosessen reduserer også svovel-, nitrogen- og metallinnholdet, noe som ytterligere forbedrer renheten og egenskapene til CPC.
Avkjøling: Etter kalsinering kjøles den varme kalsinerte koksen ned i et kontrollert miljø. Denne avkjølingen kan skje i selve ovnen eller i en egen kjøleseksjon, ofte ved bruk av luft eller vann.
3. Kvalitetskontroll og screening
Etter avkjøling blir den kalsinerte petroleumskoksen typisk siktet for å sikre jevn partikkelstørrelse, da materialet kan brukes i ulike industrier med ulike krav til partikkelstørrelse og renhet.
Screening: Koksen føres gjennom sikter eller sikter for å skille fine partikler fra større biter. De fine partiklene kan bearbeides videre eller brukes til spesifikke bruksområder, mens større biter kan bearbeides til forskjellige former (som anodekvalitet CPC).
Testing: Prøver av CPC blir ofte testet for karboninnhold, svovelnivåer, askeinnhold, partikkelstørrelsesfordeling og andre urenheter (som metaller som vanadium, nikkel og jern) for å sikre at den oppfyller kvalitetskravene for den tiltenkte bruken.
4. Lagring og pakking
Til slutt lagres kalsinert petroleumskoks i siloer eller andre lagerenheter. Det kan pakkes for forsendelse eller transporteres direkte til industrier (som aluminiumssmelting eller stålproduksjon) hvor det vil bli brukt i produksjon av elektroder, anoder eller andre produkter.
Nøkkelutstyr som brukes i kalsineringsprosessen:
Roterende ovn: En roterende sylindrisk ovn som gir et kontrollert temperaturmiljø for kalsinering.
Vertikal akselovn (VSF): En ovn hvor koksen mates vertikalt, og varme gasser strømmer rundt koksen for å gi varme.
Kjøleenheter: Systemer for å senke temperaturen på kalsinert koks etter prosessen.
Siler eller sikter: Brukes til å sortere koksen etter partikkelstørrelse.
Prøve- og testverktøy: For å sikre kvaliteten på sluttproduktet.
Sammendrag av kalsineringsprosessen:
Grønn petroleumskoksproduksjon: Avledet fra raffinering av råolje.
Kalsinering: GPC-en varmes opp i en roterende ovn eller sjaktovn til 1200–1400 grader, og fordamper urenheter.
Avkjøling: Den kalsinerte koksen avkjøles og forberedes for videre behandling.
Screening og testing: For å sikre kvalitet siktes og analyseres koksen.
Lagring og forsendelse: Sluttproduktet lagres og pakkes for tiltenkt industriell bruk.
