無煙煤基炭陽極氧化特性及其原料特性的研究.pdf

1、由于石油資源的緊缺,導(dǎo)致炭陽極的生產(chǎn)成本提高,而我國的無煙煤資源比較豐富,采用煅燒無煙煤取代部分石油焦制備無煙煤基炭陽極符合當(dāng)前的國情。本文研究了煅燒溫度對無煙煤的結(jié)構(gòu)和氣化反應(yīng)性的影響;無煙煤的存在對煤瀝青熱解縮聚行為的影響;B2O3和B2O3+Al2O3兩種添加劑對無煙煤基炭陽極消耗的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　隨著煅燒溫度的升高,無煙煤的比表面積和孔體積呈降低趨勢,無煙煤的氣化反應(yīng)性降低,碳微晶結(jié)構(gòu)向有序化方向發(fā)展,特別是

2、溫度高于1500℃時,其有序化程度增加迅速。但要達(dá)到與煅燒石油焦同樣的石墨化程度,低灰無煙煤需要更高的煅燒溫度。從降低炭陽極的消耗考慮,應(yīng)采用氣化反應(yīng)性低的無煙煤,建議采用1700℃煅燒的電煅無煙煤代替石油焦。
　　無煙煤的存在改變了煤瀝青的熱解縮聚行為,使煤瀝青的結(jié)焦率上升,瀝青焦的碳微晶層間距縮小,層片堆砌高度增大,提高了瀝青焦碳層片的定向排列,使瀝青焦的結(jié)構(gòu)更加有序,所以無煙煤的存在有利于降低煤瀝青的消耗。
　　B2O

3、3對碳的氣化不僅有抑制作用,還存在催化作用。添加2％的B2O3提高了石油焦和無煙煤的活性,對瀝青焦的影響不大,但縮小了瀝青焦與無煙煤、石油焦的活性差。添加2%的B2O3+Al2O3使瀝青焦和石油焦的活性降低了,對無煙煤的影響不大,縮小了瀝青焦與無煙煤、石油焦的活性差。從炭陽極 CO2反應(yīng)性分析中可以驗(yàn)證,B2O3和B2O3+Al2O3復(fù)合添加劑都能降低煤基炭陽極碳渣脫落和消耗速率。當(dāng)B2O3含量為1%時,炭陽極脫落度和消耗速率為最低,對

4、降低炭陽極的消耗最有利。當(dāng)B2O3+Al2O3復(fù)合添加劑含量在1.5%時,對降低炭陽極的消耗最有利。這是由于添加劑的加入,導(dǎo)致瀝青焦、石油焦和無煙煤的活性差異縮小,所以碳渣脫落量降低,炭陽極消耗減少。
　　添加劑對炭陽極CO2反應(yīng)性的影響機(jī)理可以理解為:從物理作用的角度看,炭陽極的空隙被阻塞,導(dǎo)致 CO2氣體無法進(jìn)入,反應(yīng)表面積減少,消耗速率降低。添加劑對炭陽極的影響還存在化學(xué)作用,添加劑的存在造成活性碳上的電子重新分布,瀝青焦、