Графиттелген мұнай коксын графиттеу процесі энергияны көп тұтынатын типтік өндірістік буын болып табылады, оның энергия тұтыну сипаттамалары және негізгі әсер ететін факторлары келесідей сипатталады:
I. Негізгі энергия тұтыну деректері
1. Теориялық және нақты қуат тұтыну арасындағы алшақтық Графиттеу температурасы 3000°C жеткенде, бір тонна пісірілген өнімнің теориялық қуат тұтынуы 1360 кВт/сағ құрайды. Дегенмен, нақты өндірісте отандық кәсіпорындар әдетте тоннасына 4000–5500 кВт/сағ тұтынады, бұл теориялық мәннен 3-4 есе көп. Мысалы, жыл сайын 100 000 тонна графит электродтарын шығаратын ірі көміртекті зауыт графиттеу кезеңінде тоннасына 3000–5000 кВт/сағ тұтынады, бұл айтарлықтай энергия қысымын көрсетеді. 2. Шығындар үлесі Жасанды графит анод материалдарын өндіруде графиттеу шығындары жалпы шығынның шамамен 50%-ын құрайды, бұл оны шығындарды азайтудың негізгі саласына айналдырады. Электр энергиясы шығындары графиттеу шығындарының жалпы құнының 60%-дан астамын құрайды, бұл процестің экономикалық тиімділігін тікелей анықтайды.
II. Жоғары энергия тұтыну себептерін талдау
1. Негізгі процестің талаптары Графиттеу көміртек атомдарын ретсіз қабатты құрылымнан реттелген графит кристалды құрылымына айналдыру үшін жоғары температуралы термиялық өңдеуді (2800–3000°C) қажет етеді. Бұл процесс атомаралық кедергіні жеңу үшін үздіксіз энергия енгізуді қажет етеді, бұл энергияны тұтынудың жоғары деңгейіне әкеледі.
2. Дәстүрлі процестердің төмен тиімділігі
- Acheson пеші: негізгі әдіс, бірақ жылу тиімділігі тек 30%, яғни электр энергиясының тек 30%-ы өнімдерді графиттеу үшін пайдаланылады, ал қалған бөлігі пештің жылуын тарату және резистор материалын тұтыну арқылы ысырап болады.
- Ұзақ қосу циклдары: Бір пешті қосу ұзақтығы 40-100 сағат аралығында, өндіріс циклдары 20-30 күнге созылады, бұл энергия тұтынуды одан әрі арттырады. 3. Жабдықтар мен пайдалану шектеулері
- Пештің өзегінің ток тығыздығы қуат көзінің сыйымдылығымен шектеледі. Ток тығыздығының артуы қуаттың қосылу уақытын қысқартуы мүмкін, бірақ жабдықты жаңартуды қажет етеді, бұл инвестициялық шығындарды арттырады.
- Температураның көтерілу жылдамдығы өнімнің термиялық стресстен жарылуын болдырмау үшін шектеледі, бұл энергия тұтынуды азайту үшін оңтайландыру кеңістігін шектейді.
III. Энергия үнемдейтін технологиялардың жетістіктері мен әсерлері
1. Жаңа пеш түрлерін қолдану
- Ішкі сериялы графиттеу пеші: Принцип: Резистор материалдарынсыз электродтарды тікелей қыздырады, жылу шығынын азайтады. Әсері: Қуат тұтынуды 20%-35%-ға азайтады және қыздыру уақытын 7–16 сағатқа дейін қысқартады.
- Қорап тәрізді пеш: Принцип: Пештің өзегін бірнеше камераға бөледі, анод материалдары қуат қосылған кезде өздігінен қызатын өткізгіш графитпен қапталған қораптарға орналастырылады. Әсері: Бір пештің тиімді қуатын арттырады, жалпы қуат тұтынуын тек ~10%-ға арттырады, бірлік қуат тұтынуын 40%-50%-ға төмендетеді және резистор материалының шығындарын жояды.
- Үздіксіз пеш: Принцип: Пештің үзіліссіз жұмысынан жылу шығынын болдырмай, интеграцияланған үздіксіз өндірісті (тиеу, қуаттандыру, салқындату, түсіру) қамтамасыз етеді. Әсері: Энергия тұтынуды ~60%-ға азайтады, өндіріс циклдарын айтарлықтай қысқартады және автоматтандыруды жақсартады. 2. Процесті оңтайландыру шаралары
- Жылу шығынын азайту және жылу тиімділігін арттыру үшін пештің оқшаулағыш құрылымдарын жақсарту.
- Біркелкі температура таралуы және энергияны тұтынуды азайту үшін тиімді жылу өрісінің жобаларын әзірлеу.
- Энергия шығынын болдырмау үшін көп аймақты бақылау және дәл қыздыру қисығын басқаруға арналған ақылды алгоритмдермен жабдықталған ақылды температураны басқару жүйелері.
IV. Салалық үрдістер мен қиындықтар
1. Қуаттылықты ауыстыру Графитизациялау қуаты Қытайдың солтүстік-батысында шоғырланып, шығындарды азайту үшін жергілікті электр энергиясының төмен бағаларын пайдалануда. Мысалы, Ішкі Моңғолия ұлттық графитизациялау қуатының 47%-ын құрайды және негізгі өндіріс орталығына айналады. 2. Саясатқа негізделген технологиялық жаңартулар «Қос бақылау» энергия тұтыну саясаты аясында жоғары энергиялы графитизациялау қуаты шектеулерге тап болады, бұл кәсіпорындарды энергия үнемдеу процестерін қабылдауға мәжбүр етеді. Интеграцияланған өндірістік мүмкіндіктері бар фирмалар (мысалы, өзін-өзі қамтамасыз ететін графитизация) бәсекелестік артықшылықтарға ие болады, бұл нарықты жетекші ойыншыларға шоғырландыруды жеделдетеді. 3. Технологиялық алмастыру қаупі Үздіксіз пештер және басқа да жаңа технологиялар айтарлықтай энергия үнемдеуді ұсынса да, олардың жоғары жабдықтарының құны мен техникалық кедергілері дәстүрлі Ачесон пештерін тез ауыстыруға кедергі келтіреді. Кәсіпорындар технологиялық жаңарту инвестициялары мен ұзақ мерзімді пайданы теңестіруі керек.
Жарияланған уақыты: 15 қыркүйек 2025 ж.