¿Qué nuevos materiales se pueden fabricar a partir del carbón?
En los últimos años, con el auge de la industria de procesamiento profundo de alquitrán de hulla, hemos tomado como nuestro procesamiento la intersección de la industria química del carbón y la ciencia de los polímeros.
A partir de este nuevo punto de crecimiento se estudiaron materiales poliméricos basados en carbón. En la situación cada vez más tensa de la energía derivada del petróleo, países desarrollados como Japón y Alemania también están buscando activamente fuentes de energía alternativas al petróleo, entre las cuales los materiales a base de carbón son una dirección de investigación popular. Los principales proyectos de investigación actuales incluyen: fibra de carbono, coque de aguja y negro de humo.
1. La fibra de carbono es una fibra polimérica inorgánica con un contenido de carbono superior al 90, que se puede obtener mediante el procesamiento profundo del carbón. Como material compuesto con excelentes propiedades mecánicas, es un material nuevo con mayor resistencia que el acero, menor densidad que el aluminio, resistencia a la corrosión que el acero inoxidable, resistencia a altas temperaturas que el acero resistente al calor y conductividad eléctrica como el cobre. Propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Se utiliza ampliamente en campos avanzados como el aeroespacial y la aviación. Tiene amplias perspectivas de aplicación en ingeniería y otros aspectos, y la demanda del mercado es fuerte. 165438 El 16 de octubre, el Proyecto de Fibra de Carbono de Mil Toneladas de Yongmei del Grupo de la Industria Química y del Carbón de Henan produjo con éxito productos calificados de fibra de carbono de alto rendimiento MH300.
Esto también marca el establecimiento de la base de producción de fibra de carbono de alto rendimiento más grande de China. El proyecto está construido conjuntamente por Henan Coal Chemical Group y el Instituto Shanxi de Industria Química del Carbón de la Academia de Ciencias de China. Una vez terminada y puesta en funcionamiento, Yongmei Carbon Fibre Company será la única empresa en la provincia de Henan que produzca productos de fibra de carbono. La inversión en la primera fase del proyecto es de 740 millones de yuanes, con una producción anual de 500 toneladas de fibra de carbono de alto rendimiento MH300. Al mismo tiempo, un equipo de inspección del proyecto de fibra de carbono de procesamiento profundo de carbón de una empresa conjunta chino-japonesa dirigido por Zhang Sheng de Japan Hualian Co., Ltd. y Sun Han, presidente de China Huazheng Company, vino a la ciudad de Yangquan, provincia de Shanxi, para inspeccionar y desarrollar el proyecto.
A mediados de febrero de 2011, Shanxi Hongte Coal Chemical Co., Ltd. invirtió 100 millones de yuanes en un proyecto de fibra de carbono a base de asfalto a base de carbón de 5.000 toneladas para iniciar la construcción en la Zona de Desarrollo Económico de Jiaocheng. Se espera que esté terminado y puesto en producción en julio de este año. El proyecto cubre un área de 500 acres y tiene un valor de producción anual de 65.438 millones de yuanes. Pondrá fin a la dependencia a largo plazo de mi país de las importaciones de fibra de carbono a base de asfalto a base de carbón y romperá el monopolio de las empresas extranjeras sobre este tema. producto. El equipo de investigación dirigido por el profesor Shen Zengmin, director honorario y supervisor doctoral del Instituto de Desarrollo de Fibra de Carbono de la Universidad de Tecnología Química de Beijing, y el profesor Ye, científico jefe del Centro Nacional de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Fibra de Carbono, hicieron todo lo posible para poner en marcha el proyecto. en pruebas de laboratorio en sólo un año.
2. El coque de aguja es un material de alta calidad para la fabricación de electrodos de alta y ultra alta potencia. Los electrodos de grafito hechos de coque aguja tienen una fuerte resistencia al choque térmico, alta resistencia mecánica, buen rendimiento de oxidación, bajo consumo de electrodos y permiten una alta densidad de corriente. El coque de aguja que se produce actualmente se puede dividir en series de petróleo y series de carbón según las materias primas utilizadas. El Ministerio del Petróleo está representado por los Estados Unidos y el Ministerio del Carbón está representado por el Japón. Las instalaciones de producción de las japonesas Mitsubishi Chemical Corporation y Shinichi Chemical Corporation comenzaron a producir a finales de los años 1970 y principios de los 1980.
La Great Lakes Carbon Company de Estados Unidos lo desarrolló con éxito por primera vez en 1950. En 1964, la American Union Carbide Company fabricó con éxito electrodos de coque de aguja de potencia ultraalta. Según las últimas estadísticas, la demanda interna de electrodos de alta y ultra alta potencia es de 654,38 millones de t/a, y la demanda correspondiente de coque de aguja es de 120.000 t/a actualmente, debido a la cantidad limitada de aguja importada. coque, la producción de Jinzhou Petrochemical Company es de sólo 3.10.000 t/a.
Por lo tanto, la producción de varillas de soldadura de potencia ultraalta en mi país debe estar determinada por la cantidad de coque de aguja. Los procesos de producción de coque de aguja incluyen principalmente destilación al vacío, extracción con solventes, método M-L y polimerización por condensación instantánea. Actualmente, la rama química de Baoshan Iron and Steel Co., Ltd. se encuentra en pruebas piloto y la calidad del coque de aguja ha alcanzado el mismo nivel que el de Nippon Steel y Mitsubishi de Japón. El Instituto de Investigación de Energía Térmica de Anshan también está realizando pruebas piloto y ha logrado grandes avances. El pequeño informe de prueba de Shanxi Shuozhou Sanyuan Carbon Co., Ltd. también pasó la evaluación del Departamento Provincial de Ciencia y Tecnología de Shanxi. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., Ltd. ha iniciado una producción de prueba industrial. Aunque el CTE no cumple con los estándares, se han suministrado casi 3.000 toneladas de productos a Lanzhou Carbon Factory y Nantong Carbon Factory como materia prima para la producción de 400 electrodos de alta potencia.
3. El negro de humo se utiliza principalmente en productos de caucho. Cuanto más finas sean las partículas del negro de humo, mejores serán sus propiedades de refuerzo. Cuanto mayor sea la estructura del negro de carbón, mayor será su módulo y módulo. Las variedades de refuerzo de grano fino se utilizan principalmente en las bandas de rodadura de los neumáticos para darles una excelente resistencia al desgaste.
Otras partes del neumático, como la pared lateral, la capa, la capa de amortiguación del cinturón y el revestimiento interior, requieren que el caucho sea resistente al agrietamiento por flexión, la oxidación por ozono, buena resiliencia y un rendimiento de baja generación de calor, en general. Utilice negro de horno semireforzado con un tamaño de partícula grueso (superficie específica inferior a 40 m2/g).
A medida que el mercado del caucho se recupere de la crisis económica, con un crecimiento del 7,3 en 2010 y un crecimiento a largo plazo del 3,6 entre 2010 y 2015, se prevé que el consumo mundial de negro de carbón alcance los 11,5 millones de toneladas en 2015.
El progreso será impulsado por Asia, especialmente China, India, Indonesia y Tailandia. Notch Consulting Group predice actualmente que la demanda total de negro de humo de China alcanzará los 3,7 millones de toneladas en 2015. El mercado chino se está expandiendo en todos los segmentos a medida que el aumento de la producción de neumáticos radiales para turismos se convierte en el principal impulsor. Debido a la lenta demanda mundial de productos importantes que utilizan negro de humo como carga, el mercado de productos especiales de negro de humo se ha quedado atrás.
Se puede ver que los nuevos materiales a base de carbón tienen ventajas de desarrollo obvias en la futura industria química del carbón y también son una dirección importante para la mejora de la tecnología de procesamiento profundo del alquitrán de hulla. Los nuevos materiales a base de carbón se han convertido en el foco de muchos expertos en productos químicos del carbón en términos de sustitución de energía, protección ambiental y excelente rendimiento de los nuevos materiales.