Analisis Penggunaan Tenaga Utama dan Kesan Alam Sekitar dalam Pengeluaran Kok Petroleum Bergrafit
I. Proses Penggunaan Tenaga Utama
- Rawatan Grafitisasi Suhu Tinggi
Penggrafitan merupakan proses terasnya, yang memerlukan suhu mencapai 2,800–3,000°C untuk menukar karbon bukan grafit dalam kok petroleum kepada struktur kristal grafit. Peringkat ini sangat intensif tenaga, dengan relau Acheson tradisional menggunakan 6,000–8,000 kWh setiap tan elektrik. Relau menegak berterusan baharu mengurangkannya kepada 3,000–4,000 kWh setiap tan, walaupun kos tenaga masih menyumbang 50%–60% daripada jumlah perbelanjaan pengeluaran. - Kitaran Pemanasan dan Penyejukan yang Panjang
Proses tradisional mengambil masa 5–7 hari setiap kelompok, manakala relau baharu memendekkannya kepada 24–48 jam. Walau bagaimanapun, penyejukan masih memerlukan 480 jam penyejukan udara pegun semula jadi. Permulaan dan penutupan relau yang kerap menyebabkan pembaziran tenaga haba, seterusnya meningkatkan penggunaan tenaga. - Penggunaan Tenaga dalam Proses Bantu
- Penghancuran dan Pengisaran: Kok petroleum mesti dihancurkan kepada saiz zarah 10–20 mm, dengan pengisaran menggunakan tenaga elektrik yang ketara.
- Penulenan (Pencucian Asid): Reagen kimia digunakan untuk membuang bendasing, menambahkan kerumitan proses tanpa penggunaan elektrik langsung.
- Perlindungan Gas: Gas lengai seperti argon atau nitrogen dibekalkan secara berterusan untuk mencegah pengoksidaan, yang memerlukan operasi peralatan bekalan gas yang berterusan.
II. Analisis Impak Alam Sekitar
- Pelepasan Gas Sisa
- Peringkat Suhu Rendah (Suhu Bilik–1,200°C): Kalsium oksida (CaO) dalam bahan pengisi (kok petroleum berkalsin) bertindak balas dengan karbon untuk menghasilkan karbon monoksida (CO), manakala penguraian terma menghasilkan metana (CH4) dan pelepasan hidrokarbon lain.
- Peringkat Suhu Tinggi (1,200–2,800°C): Sulfur, abu, dan bahan meruap terurai, menghasilkan bahan zarahan dan sulfur dioksida (SO₂). Tanpa rawatan yang berkesan, pelepasan SO₂ menyumbang kepada hujan asid, manakala bahan zarahan merendahkan kualiti udara.
- Langkah-langkah Mitigasi: Gabungan pemisah siklon, penggosok alkali tiga peringkat dan penapis rumah beg memastikan pelepasan yang dirawat memenuhi piawaian kawal selia.
- Air Kumbahan dan Sisa Pepejal
- Air Sisa: Pencucian asid menghasilkan air sisa berasid yang memerlukan peneutralan, manakala air penyejuk peralatan mengandungi bahan cemar minyak yang memerlukan pemisahan dan pemulihan.
- Sisa Pepejal: Bahan pengisi yang ditapis dengan kerintangan substandard dibungkus dalam beg untuk dijual atau dilupuskan di tapak pelupusan sampah, yang menimbulkan risiko pencemaran tanah jika disalahgunakan.
- Pencemaran Habuk
Habuk dihasilkan semasa penghancuran, penyaringan dan pembersihan relau. Tanpa sistem pengumpulan tertutup, ia membahayakan kesihatan pekerja dan mencemarkan alam sekitar.
Langkah Kawalan: Habuk ditangkap menggunakan kren sedutan, hud dan penapis rumah beg sebelum dilepaskan melalui cerobong ekzos. - Penggunaan Sumber dan Pelepasan Karbon
- Sumber Air: Air yang banyak digunakan untuk penyejukan dan pembersihan, memburukkan lagi tekanan air di kawasan gersang.
- Struktur Tenaga: Kebergantungan pada elektrik berasaskan bahan api fosil membawa kepada pelepasan CO₂. Contohnya, menghasilkan satu tan elektrod grafit menggunakan 1.17 tan arang batu standard, secara tidak langsung meningkatkan jejak karbon.
III. Strategi Tindak Balas Industri
- Peningkatan Teknologi
- Menggalakkan relau menegak berterusan baharu untuk memendekkan kitaran dan mengurangkan penggunaan tenaga (penggunaan elektrik menurun kepada 3,500 kWh setiap tan).
- Mengguna pakai teknologi grafitisasi gelombang mikro untuk pemanasan ultra pantas (<1 jam) dengan penghantaran tenaga terfokus.
- Tadbir Urus Alam Sekitar
- Rawatan Gas Sisa: Pelepasan pembakaran pada suhu rendah dan menggunakan pengumpulan tertutup dengan penulenan berbilang peringkat pada suhu tinggi.
- Kitar Semula Air Sisa: Melaksanakan sistem penggunaan semula air untuk meminimumkan pengambilan air tawar.
- Penguatkuasaan Sisa Pepejal: Menggunakan semula bahan pengisi substandard sebagai pengkarbon semula untuk loji keluli.
- Dasar dan Sinergi Perindustrian
- Mematuhi peraturan sepertiUndang-undang Pencegahan dan Kawalan Pencemaran UdaradanUndang-undang Pencegahan dan Kawalan Pencemaran Airuntuk menguatkuasakan piawaian pelepasan yang ketat.
- Memajukan projek bahan anod bersepadu dengan membina kapasiti penggrafitan dalaman untuk mengurangkan pergantungan kepada pembekal luaran dan meminimumkan pencemaran berkaitan pengangkutan.
IV. Kesimpulan
Pengeluaran kok petroleum bergrafit merupakan proses yang sangat intensif tenaga dan mencemarkan, dengan penggunaan tenaga tertumpu pada penggrafitan suhu tinggi dan kesan alam sekitar yang merangkumi gas buangan, air, sisa pepejal dan pencemaran habuk. Industri ini sedang mengurangkan kesan ini melalui kemajuan teknologi (contohnya, relau berterusan, pemanasan gelombang mikro), tadbir urus alam sekitar (pemurnian berbilang peringkat, kitar semula sumber) dan penjajaran dasar (piawaian pelepasan, pengeluaran bersepadu). Walau bagaimanapun, pengoptimuman struktur tenaga yang berterusan—seperti mengintegrasikan elektrik boleh diperbaharui—kekal penting untuk mencapai pembangunan mampan.
Masa siaran: 05-Sep-2025