Jakie są przyszłe kierunki badań technologicznych i rozwoju w zakresie grafityzowanego koksu naftowego?

Przyszłe kierunki badań i rozwoju technologii grafitowanego koksu naftowego skupiają się głównie na następujących aspektach:

Technologie o wysokiej czystości i niskiej zawartości zanieczyszczeń

Dzięki udoskonaleniu procesów opóźnionego koksowania i technik głębokiego odsiarczania można zmniejszyć zawartość siarki, popiołu i innych zanieczyszczeń w koksie naftowym. Na przykład rafineria Sinopec Qingdao obniżyła zawartość siarki do poziomu poniżej 0,3%, zaspokajając zapotrzebowanie na koks naftowy o niskiej zawartości siarki w nowym sektorze energetycznym. W przyszłości konieczne będzie dalsze rozwijanie efektywnych technologii odpopielania, aby obniżyć zawartość popiołu z 8-10% wag. do poniżej 1% wag., zwiększając tym samym czystość materiału i stabilność jego działania.

Dostosowany rozwój produktów wysokiej klasy

Specjalistyczne produkty koksu naftowego powinny być opracowywane z myślą o zastosowaniach zaawansowanych, takich jak materiały anodowe do baterii litowych oraz reduktory do produkcji krzemu wsadowego do ogniw fotowoltaicznych. Na przykład, koks przeznaczony do ogniw musi spełniać takie parametry, jak zawartość siarki <0,5% i zawartość popiołu <0,3%, aby poprawić gęstość energetyczną i żywotność ogniw. Ponadto, koks naftowy do ogniw fotowoltaicznych wymaga zoptymalizowanej struktury porów, aby zwiększyć efektywność redukcji i obniżyć koszty produkcji krzemu wsadowego.

Głębokie przetwarzanie i wykorzystanie o wysokiej wartości dodanej

Produkty głęboko przetworzone, takie jak koks igłowy i włókna węglowe, powinny być rozwijane, aby zwiększyć wartość dodaną przemysłu. Jako podstawowy surowiec do produkcji ultrawysokowydajnych elektrod grafitowych, koks igłowy odnotował znaczny wzrost popytu w procesie produkcji stali w piecach łukowych oraz w nowym łańcuchu dostaw energii. Na przykład Jinzhou Petrochemical osiągnął długoterminową produkcję koksu igłowego, zaspokajając wysokie zapotrzebowanie rynku.

Przyjazne dla środowiska i zielone technologie produkcyjne

W odpowiedzi na coraz bardziej rygorystyczne przepisy ochrony środowiska, należy rozwijać niskoemisyjne i energooszczędne procesy produkcyjne. Na przykład, elektroliza stopionej soli może prowadzić do grafityzacji w temperaturze poniżej 1000°C, zmniejszając zużycie energii o 40% w porównaniu z tradycyjnymi metodami wysokotemperaturowymi i wysokociśnieniowymi (powyżej 2000°C) i nadając się do stosowania w przypadku różnych surowców węglowych. Ponadto, technologia aktywacji w złożu fluidalnym zapobiega aglomeracji poprzez wprowadzenie cząstek obojętnych, skracając czas aktywacji do 2-8 godzin i dodatkowo zmniejszając zużycie energii.

Precyzyjne technologie kontroli struktury porów

Dzięki aktywacji gradientowej i technikom domieszkowania in-situ, struktura porów porowatych węgli na bazie koksu naftowego może być regulowana w celu poprawy właściwości materiału. Na przykład, zastosowanie synergistycznego mechanizmu aktywacji H₂O/CO₂ tworzy strukturę kompozytową mikroporów i mezoporów (stosunek mezoporów 20%–60%), dostosowaną do różnych scenariuszy zastosowań. Jednocześnie wprowadzenie NH₃ lub H₃PO₄ umożliwia domieszkowanie atomami azotu/fosforu (poziom domieszkowania 1–5% at%), zwiększając przewodność i aktywność powierzchniową.

Rozszerzenie zastosowań w sektorze nowej energii

Należy opracować nowe materiały energetyczne, takie jak węgiel aktywny na bazie koksu naftowego i węgiel do superkondensatorów. Na przykład, porowaty węgiel na bazie koksu naftowego, jako „złoty partner” dla anod krzemowych, poprawia stabilność cyklu o 300% poprzez regulację struktury porów (struktura porów zamkniętych o średnicy 50–500 nm), co pozwala na buforowanie wzrostu objętości krzemu. Przewiduje się, że globalny rynek przekroczy 120 miliardów juanów do 2030 roku, ze średnioroczną stopą wzrostu na poziomie 25%.

Inteligentne i zautomatyzowane technologie produkcyjne

Wykorzystanie Internetu Rzeczy (IoT) i technologii blockchain może zwiększyć wydajność produkcji i jakość produktów. Na przykład, inteligentne magazynowanie umożliwia monitorowanie zapasów w czasie rzeczywistym, skracając czas reakcji o 50%. Identyfikowalność blockchain zapewnia certyfikację „śladu węglowego” dla produktów, spełniając unijne wymogi inwestycyjne ESG.