উচ্চ-সালফার বনাম কম-সালফার পেট্রোলিয়াম কোক: বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কীভাবে চয়ন করবেন?

পেট্রোলিয়াম কোকের সালফার সামগ্রী হল এর মানের গ্রেড এবং প্রয়োগের পরিসীমা পরিমাপের মূল সূচক। বর্তমান শিল্পের মান অনুযায়ী, 1%-এর কম সালফার কন্টেন্ট সহ পেট্রোলিয়াম কোককে কম-সালফার কোক (1#, 2A-এর অনুরূপ), 1% এবং 3%-এর মধ্যে সালফার কন্টেন্টকে মাঝারি-সালফার কোক (2B, 2C, 3A, 3 এর চেয়ে বেশি) সালফার কোক বলা হয়। 3% উচ্চ - সালফার কোক হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়৷ এই শ্রেণীবিভাগ সরাসরি পেট্রোলিয়াম কোকের নিম্নধারার গন্তব্য এবং বাজার মূল্য নির্ধারণ করে।

ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, আরও পরিমার্জিত শ্রেণিবিন্যাস মানগুলিও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। চাইনিজ বিলম্বিত পেট্রোলিয়াম কোক কোয়ালিটি স্ট্যান্ডার্ড (ZBE44002-86) অনুসারে, কাঁচা কোককে No. 1, No. 2, এবং No. 3 এ শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে, প্রত্যেকটি আবার A কোক এবং B কোকে বিভক্ত। না. 1 একটি কোকে সালফারের পরিমাণ 0.5% এর বেশি নয়, না. 1 বি কোকে 0.8% এর বেশি নয়, না. 2 একটি কোকে 1.0% এর বেশি নয় এবং না. 2 বি কোকে 1.5% এর বেশি নয়। অক্ষর যত আগে এবং সংখ্যা যত কম হবে, সালফারের পরিমাণ তত কম এবং গুণমান তত ভালো।

এটি লক্ষণীয় যে বর্তমানে 3% বা তার বেশি সালফার সামগ্রী সহ পেট্রোলিয়াম কোকের জন্য কোনও জাতীয় মান নেই। যদিও সিনোপেক দ্বারা পূর্বে জারি করা এন্টারপ্রাইজ স্ট্যান্ডার্ড বাতিল করা হয়েছে, তবুও এটি উচ্চ-সালফার কোক বাজারে ব্যবহৃত হয়।

নিম্ন-সালফার কোক, এর উচ্চতর গুণমানের সাথে, উচ্চ-কার্বন পণ্যের জন্য পছন্দের কাঁচামাল হয়ে উঠেছে, যা গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড সামগ্রী এবং উচ্চ-প্রিবেকড অ্যানোডগুলিতে একটি অপরিবর্তনীয় ভূমিকা পালন করে৷

• গ্রাফাইট ইলেকট্রোড

গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড হল কম-সালফার কোকের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ। গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড তৈরির প্রধান কাঁচামাল হল পেট্রোলিয়াম কোক। সাধারণ শক্তির গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডগুলিতে অল্প পরিমাণে পিচ কোক যোগ করা যেতে পারে, তবে পেট্রোলিয়াম কোক এবং পিচ কোক উভয়ের সালফারের পরিমাণ 0.5% এর বেশি হতে পারে না। উচ্চ-শক্তি বা অতি-উচ্চ-শক্তির গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড উৎপাদনের জন্য, সুই কোক প্রয়োজন। সালফারের উপাদান গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের কার্যক্ষমতার উপর বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে-উচ্চ তাপমাত্রার গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, সালফার সম্পূর্ণরূপে নির্গত হতে পারে না। যখন ইলেক্ট্রোড 1500 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে, তখন সালফার পচে যায়, যার ফলে স্ফটিকগুলি প্রসারিত হয়। শীতল হওয়ার পরে, স্ফটিকগুলি সংকুচিত হয়, যা ইলেক্ট্রোড ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করে। "গ্যাস সম্প্রসারণ" নামে পরিচিত এই ঘটনাটি গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের গুণমান এবং কর্মক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে।

আল্ট্রা-উচ্চ-শক্তির গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডগুলির জন্য শুধুমাত্র কম রোধের প্রয়োজন হয় না বরং কম তাপ সম্প্রসারণ সহগ, ভাল অক্সিডেশন প্রতিরোধের, এবং গ্রাফিটাইজেশনের পরে ভাল তাপীয় শক প্রতিরোধেরও প্রয়োজন হয়। উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সুই কোক উচ্চ-শক্তি এবং অতি-উচ্চ-শক্তি বৈদ্যুতিক চুল্লিগুলির জন্য উচ্চ-গুণমানের গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যেখানে প্রায় 1% সালফারযুক্ত পেট্রোলিয়াম কোক প্রধানত অ্যালুমিনিয়াম পাস্ট কারবোনডস বা কার্বোনডস উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

• লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড উপাদান

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, নতুন শক্তির যানবাহন এবং শক্তি সঞ্চয় শিল্পের বিস্ফোরক বৃদ্ধির সাথে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড পদার্থের ক্ষেত্রে কম-সালফার কোকের প্রয়োগ দ্রুত আবির্ভূত হয়েছে৷ নিম্ন-সালফার কোকের তাপ সম্প্রসারণের কম সহগ, কম ছিদ্র, কম ছাই এবং ধাতব উপাদানের উপাদান, উচ্চ পরিবাহিতা, এবং সহজেই গ্রাফিটাইজ করা হয়, এটি কৃত্রিম গ্রাফাইট অ্যানোড উপাদান তৈরির জন্য একটি আদর্শ কাঁচামাল করে তোলে।

বর্তমানে, প্রচুর পরিমাণে ব্যবহৃত বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ পেট্রোলিয়াম কোক সবই কম-সালফার কোক, এবং কম-সালফার কোকের আঁটসাঁট সরবরাহ উচ্চ খরচের দিকে পরিচালিত করে। কম-সালফার কোকের চাহিদার কাঠামোতে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোডের পরিমাণ ২৯%, এবং এর ভিড়-প্রথাগত ক্ষেত্রগুলির চাহিদার উপর প্রভাব ক্রমশ বিশিষ্ট হয়ে উঠছে৷ অ্যানোড উপাদান কোম্পানিগুলি তাদের সম্প্রসারণের গতি বজায় রাখে, এবং কম-সালফার কোকের চাহিদা ভালোভাবে বাড়তে থাকে।

• উচ্চ-প্রিবেকড অ্যানোডস

প্রিবেকড অ্যানোড হল অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিস কোষের মূল উপাদান, কারেন্ট পরিচালনা করে এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে এবং অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিস উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ। কম-নির্গমন অ্যানোডগুলি সালফার সামগ্রী এবং ট্রেস উপাদান সূচকগুলির উপর কঠোর নিয়ন্ত্রণের সাথে পেট্রোলিয়াম কোক ব্যবহার করে, যা অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিস অপারেশনে কার্যকরভাবে কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমন কমাতে পারে, অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিস শিল্পের "দ্বৈত কার্বন" লক্ষ্যগুলির অধীনে শক্তি সংরক্ষণ এবং নির্গমন হ্রাসে অবদান রাখে৷ প্রিবেকড অ্যানোডের জন্য ব্যবহৃত পেট্রোলিয়াম কোকের জন্য সাধারণত 1.5% এর নিচে সালফারের পরিমাণ প্রয়োজন।

• অন্যান্য উচ্চ-শেষ অ্যাপ্লিকেশন

কার্বন রাইজারের ক্ষেত্রে, ফাউন্ড্রি শিল্পে সাধারণত অত্যন্ত কম সালফার সামগ্রীর প্রয়োজন হয়, প্রায়শই "সেমি-গ্রাফিটাইজড" বা "পুরোপুরি গ্রাফিটাইজড" পেট্রোলিয়াম কোক ব্যবহার করে যার একটি নির্দিষ্ট কার্বন উপাদান 98% এর বেশি এবং সালফারের পরিমাণ 0.05% এর নিচে থাকে। অধিকন্তু, উচ্চ-বিশুদ্ধ গ্রাফাইট পণ্যের উৎপাদনের জন্য কাঁচামালের ছাই যতটা সম্ভব কম হওয়া প্রয়োজন (যেমন, 0.15% এর নিচে)।

যদিও উচ্চ-সালফার কোকে উচ্চতর সালফার কন্টেন্ট থাকে, তবে এটি খরচ এবং উৎপাদন স্কেলের দিক থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রতিযোগিতামূলক, এবং এখনও নির্দিষ্ট প্রয়োগের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

• প্রিবেকড অ্যানোডস

ইলেক্ট্রোলাইটিক অ্যালুমিনিয়াম শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে, অ্যালুমিনিয়ামের জন্য প্রি-বেকড অ্যানোড তৈরিতে উচ্চ-সালফার কোকের ব্যবহার ক্রমবর্ধমান প্রবণতা দেখাচ্ছে৷ কম-সালফার কোকের আঁটসাঁট সরবরাহের কারণে, অনেক কার্বন উদ্ভিদকে উচ্চ-সালফার পেট্রোলিয়াম কোক ব্যবহার করতে হয়েছে, যার ফলে প্রিবেকড অ্যানোড কার্বন ব্লকের সালফারের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, যা অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে সালফার ই-অক্সাইডের মাত্রা ছাড়িয়ে যাওয়ার ঝুঁকির মুখে ফেলে।

প্রযুক্তিগত স্তরে, বিভিন্ন সালফার বিষয়বস্তু সহ মিশ্রিত পেট্রোলিয়াম কোকের ব্যবহার অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোড নির্মাতাদের জন্য অ্যানোডের গুণমান, অ্যানোডের ব্যবহার এবং পরিবেশগত কর্মক্ষমতার ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায় হয়ে উঠেছে। একটি যুক্তিসঙ্গত মিশ্রণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, খরচ নিয়ন্ত্রণ করার সময় পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যেতে পারে।

• জ্বালানি খাতে,

উচ্চ-সালফার কোক ঐতিহ্যগতভাবে সিমেন্ট প্ল্যান্ট এবং পাওয়ার প্লান্টে জ্বালানি হিসেবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, ক্রমবর্ধমান কঠোর পরিবেশগত নীতির সাথে, জ্বালানী হিসাবে উচ্চ-সালফার কোকের প্রয়োগ উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হচ্ছে। "শক্তি সংরক্ষণ এবং কার্বন হ্রাস কর্ম পরিকল্পনা" স্পষ্টভাবে উল্লেখ করে যে উচ্চ- সালফার কোক জ্বালানি হিসাবে ব্যবহার করা যাবে না৷ কার্বন নির্গমন হ্রাস নীতি দ্বারা চালিত, উচ্চ-সালফার কোক জ্বালানি এবং কাচের উত্পাদনের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রতিস্থাপন চাপের সম্মুখীন হয়।

• লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড সামগ্রীতে নতুন প্রচেষ্টা৷

যদিও কম-সালফার কোক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোডের জন্য মূলধারার পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে, উচ্চ-সালফার কোক, সস্তার কাঁচামাল এবং উচ্চতর উৎপাদন ভলিউমের দামের সুবিধা সহ, অনেক গ্রাফাইট নির্মাতাকে অ্যানোড উপাদান ক্ষেত্রে এর প্রয়োগ অন্বেষণ করতে আকৃষ্ট করছে৷ যাইহোক, উচ্চ-সালফার কোকে অত্যধিক পরিমাণে সালফারের পরিমাণ অনেকগুলি সমস্যার সৃষ্টি করে: গ্রাফিটাইজেশনের সময়, সালফার গ্যাসীয় আকারে চলে যায়, গ্রাফাইটের ছিদ্রতা এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়; একই সাথে, সালফার ক্রমাগত গ্রাফাইট বৃদ্ধিতে বাধা দেয়, যার ফলে স্ফটিকগুলি সঙ্কুচিত হয়, গ্রাফাইট অ্যানিসোট্রপি হ্রাস করে এবং এর ফলে কম্প্যাকশন ঘনত্ব, ক্ষমতা এবং প্রাথমিক কুলম্বিক দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। বর্তমানে, শিল্পটি কাঁচামাল গঠন এবং প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে উচ্চ-সালফার কোকের অন্তর্নিহিত সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করার চেষ্টা করে যৌগিক গ্রাফাইট অ্যানোড উপকরণের মতো প্রযুক্তির বিকাশ করছে।

• রাসায়নিক উৎপাদন

উচ্চ-সালফার সাধারণ কাঁচা কোক রাসায়নিক উত্পাদনে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন ক্যালসিয়াম কার্বাইড এবং সিলিকন কার্বাইড তৈরিতে, বা ধাতু ঢালাই এবং কাচ তৈরিতে জ্বালানী হিসাবে।

উপরোক্ত বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, বিভিন্ন প্রয়োগের পরিস্থিতিতে পেট্রোলিয়াম কোকের নির্বাচন নিম্নরূপ সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

গ্রাফাইট ইলেকট্রোড: সাধারণ শক্তি গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের জন্য পেট্রোলিয়াম কোক সালফারের পরিমাণ 0.5% এর বেশি নয়; উচ্চ-শক্তি এবং অতি-উচ্চ-শক্তির গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের জন্য সুই কোকের প্রয়োজন হয়, এমনকি আরও কঠোর সালফার সামগ্রীর প্রয়োজন হয়।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড উপাদান: বর্তমানে, মূলধারার বাণিজ্যিক উপাদান কম-সালফার কোক (সালফারের পরিমাণ 1%-এর কম), এবং উচ্চ-মানের অ্যানোড সামগ্রীতে অত্যন্ত কঠোর সালফার সামগ্রী নিয়ন্ত্রণ রয়েছে৷

প্রিবেকড অ্যানোড: সালফারের পরিমাণ সাধারণত 1.5% এর নিচে থাকা প্রয়োজন; কম-নিঃসরণ অ্যানোডগুলির আরও কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, "দ্বৈত কার্বন" লক্ষ্যের অধীনে পরিবেশগত মান পূরণ করতে হবে।

কার্বনাইজার: কাস্টিং-গ্রেড কার্বনাইজারগুলির জন্য অত্যন্ত কম সালফার সামগ্রীর প্রয়োজন হয় (0.05% এর কম বা সমান), "সেমি-গ্রাফিটাইজড" বা "পুরোপুরি গ্রাফিটাইজড" পেট্রোলিয়াম কোক ব্যবহারের প্রয়োজন হয়।

রাসায়নিক উৎপাদন এবং জ্বালানি: উচ্চ-সালফার সাধারণ কাঁচা কোক রাসায়নিক উৎপাদনে ব্যবহার করা যেতে পারে, কিন্তু জ্বালানি হিসেবে এর ব্যবহার কঠোরভাবে সীমিত।

পেট্রোলিয়াম কোক নির্বাচন করার সময়, একটি মূল নির্দেশক হিসাবে সালফার সামগ্রী ছাড়াও, ছাইয়ের উপাদান, প্রকৃত ঘনত্ব, তাপীয় শক প্রতিরোধের এবং রূপবিদ্যার মতো বিষয়গুলি অবশ্যই ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা উচিত। ছাই উপাদান স্ফটিককরণকে বাধা দেয় এবং পণ্যের কার্যকারিতা প্রভাবিত করে; সত্যিকারের ঘনত্ব স্ফটিকতার ডিগ্রি প্রতিফলিত করে; এবং রূপবিদ্যা নির্দিষ্ট প্রয়োগে পেট্রোলিয়াম কোকের প্রযোজ্যতা নির্ধারণ করে। শিল্প সম্মতি হল: অভিপ্রেত ব্যবহার গ্রেড নির্বাচন নির্ধারণ করে-ইলেক্ট্রোলাইটিক অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোড বা উচ্চ-প্রান্তের গ্রাফাইট পণ্যগুলির জন্য, গ্রেড A কোক পছন্দ করা হয়; কম-শেষ কার্বন পণ্য বা জ্বালানির জন্য, গ্রেড B এবং নীচের নির্বাচন করা যেতে পারে।

"দ্বৈত কার্বন" লক্ষ্যগুলির ক্রমাগত অগ্রগতি এবং নতুন শক্তি শিল্পের দ্রুত বিকাশের পটভূমিতে, নিম্ন-সালফার কোক এবং উচ্চ-সালফার কোকের বাজারের অবস্থানগুলি গভীর সমন্বয়ের মধ্য দিয়ে যাচ্ছে৷ নিম্ন-সালফার কোক, উচ্চ-অ্যাপ্লিকেশানে এর অপরিবর্তনীয় ভূমিকা সহ, ক্রমাগত ক্রমবর্ধমান চাহিদার সম্মুখীন হচ্ছে; যখন উচ্চ-সালফার কোক ক্রমবর্ধমান কঠোর পরিবেশগত সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয় এবং জরুরীভাবে প্রযুক্তিগত আপগ্রেড এবং অ্যাপ্লিকেশন সম্প্রসারণের ক্ষেত্রে অগ্রগতি প্রয়োজন। শিল্প অনুশীলনকারীদের জন্য, বিভিন্ন প্রয়োগের পরিস্থিতির জন্য পেট্রোলিয়াম কোকের গুণমানের প্রয়োজনীয়তাগুলি সঠিকভাবে উপলব্ধি করা এবং বাজারের সরবরাহ এবং চাহিদার ধরণ এবং দামের প্রবণতার উপর ভিত্তি করে বৈজ্ঞানিক সিদ্ধান্ত নেওয়া ক্রমবর্ধমান পার্থক্যযুক্ত পেট্রোলিয়াম কোক বাজারে একটি সুবিধা অর্জনের চাবিকাঠি হবে৷