“中鋼熱能院立志將科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為工程化能力。”10月30日，180*18角鋼，中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司（以下簡稱中鋼熱能院）高級工程師郭明聰在2019中國西部煤化工高端論壇暨氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上指出。
目前，180*18角鋼，中鋼熱能院具備從產(chǎn)品研發(fā)到中試驗證再到工程化應(yīng)用的能力，180*18角鋼，可以實現(xiàn)完整的產(chǎn)品研發(fā)路線，180*18角鋼，從小試到中試到現(xiàn)場試驗，180*18角鋼，具有比較高的科技轉(zhuǎn)化優(yōu)勢和工程化能力。該院致力于成為我國煤焦油基新型碳材料、碳碳復(fù)合材料及化學(xué)功能材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)孵化中心，180*18角鋼，并在國際上引領(lǐng)我國煤焦油基材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展。
不斷增加煤焦油高附加值
“我國煤焦油的儲量非常豐富，180*18角鋼，主要分布在我國的東北地區(qū)、內(nèi)蒙古地區(qū)和西北地區(qū)。”郭明聰介紹，180*18角鋼，煤焦油分為高溫煤焦油和低溫干餾煤焦油兩大類。其中，180*18角鋼，高溫煤焦油可提取煤瀝青和蒽油、萘油。
“中鋼熱能院主要對煤瀝青進(jìn)行加工利用，180*18角鋼，形成一些高附加值產(chǎn)品，180*18角鋼，如特種浸漬劑瀝青、特種黏結(jié)劑瀝青、環(huán)保型瀝青樹脂、中間相瀝青、針狀焦、各向同性焦、通用型碳纖維、高性能碳纖維、炭微球等；從蒽油、萘油中制取中間相瀝青、高性能碳纖維等。”郭明聰表示。
郭明聰進(jìn)一步指出，180*18角鋼，低溫干餾煤焦油分為煤瀝青、輕重油、酚類3類。中鋼熱能院對輕重油進(jìn)行提取，180*18角鋼，讓其轉(zhuǎn)化為清潔燃料；對煤瀝青進(jìn)行提取，180*18角鋼，轉(zhuǎn)化為筑路瀝青、特種黏結(jié)劑瀝青、浸漬劑瀝青3類。
中鋼熱能院對煤瀝青的研究主攻樹脂方向和碳材料方向，180*18角鋼，在樹脂方向，180*18角鋼，主要將煤瀝青轉(zhuǎn)化為瀝青樹脂，180*18角鋼，即特種瀝青，180*18角鋼，用于電解鋁陽極黏結(jié)劑、陰極冷搗糊等；在碳材料方向，180*18角鋼，將煤瀝青作為原料生產(chǎn)各種不同的焦炭，180*18角鋼，如針狀焦、各向同性焦、負(fù)極焦等，180*18角鋼，還可作為離子電池的負(fù)極材料、超級電容器電極材料等。
發(fā)掘高品質(zhì)煤焦油的更多可能性
郭明聰對中鋼熱能院煤系特種瀝青、煤系針狀焦技術(shù)、煤瀝青中間相炭微球技術(shù)、煤系儲能碳材料進(jìn)行了重點介紹。
煤系特種瀝青
郭明聰表示，180*18角鋼，目前，180*18角鋼，中鋼熱能院煤系特種瀝青產(chǎn)品有：環(huán)保型瀝青樹脂（特種黏結(jié)劑瀝青）、浸漬劑瀝青、包覆瀝青、可紡瀝青、中間相瀝青。
瀝青因其含有強致癌芳香烴物質(zhì)苯并芘（BaP、含量一般大于10000ppm）而被認(rèn)為具有毒性。參考?xì)W盟對煤瀝青相關(guān)產(chǎn)品中BaP低于50ppm的要求，180*18角鋼，“目前，180*18角鋼，中鋼熱能院煤瀝青相關(guān)產(chǎn)品中BaP穩(wěn)定在300ppm，180*18角鋼，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品中BaP含量在100ppm左右。此外，180*18角鋼，中鋼熱能院的特種瀝青有比較好的結(jié)焦值、黏結(jié)性和滲透性。”郭明聰表示。
據(jù)介紹，180*18角鋼，環(huán)保型瀝青樹脂主要應(yīng)用在電解鋁、冷搗糊黏結(jié)劑、預(yù)焙陽極黏結(jié)劑。“當(dāng)前，180*18角鋼，在國際市場上，180*18角鋼，德國環(huán)保型瀝青在全球市場份額中占80%以上。國內(nèi)使用環(huán)保瀝青的廠家有限，180*18角鋼，中溫煤瀝青、中溫改質(zhì)瀝青應(yīng)用比較多，180*18角鋼，高品質(zhì)清潔瀝青應(yīng)用相對較少。中鋼熱能院的環(huán)保瀝青可從源頭控制污染物的排放，180*18角鋼，隨著環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán)，180*18角鋼，將有更大的市場。”郭明聰指出。
煤系針狀焦技術(shù)
針狀焦是一種優(yōu)質(zhì)炭素材料，180*18角鋼，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，180*18角鋼，主要應(yīng)用于電爐煉鋼用HP（高功率）、UHP（超高功率）石墨電極，180*18角鋼，鋰離子電池，180*18角鋼，核能等領(lǐng)域。
針狀焦按原料的不同，180*18角鋼，分為油系針狀焦和煤系針狀焦。目前，180*18角鋼，世界上生產(chǎn)針狀焦的國家主要有美國、英國、日本、韓國及中國。英國、美國只生產(chǎn)油系針狀焦，180*18角鋼，日本、韓國和中國生產(chǎn)煤系及油系針狀焦。
郭明聰表示，180*18角鋼，上世紀(jì)70年代，180*18角鋼，我國對針狀焦的研究處于空白，180*18角鋼，針狀焦主要被國外壟斷。中鋼熱能院從上世紀(jì)80年代開始開展針狀焦研究項目，180*18角鋼，經(jīng)過近30年的努力，180*18角鋼，于2007年~2009年完成國內(nèi)第一條4萬噸/年生產(chǎn)線（溶劑法）建設(shè)，180*18角鋼，也成為2009年以來唯一連續(xù)運行的煤系針狀焦生產(chǎn)企業(yè)，180*18角鋼，產(chǎn)品質(zhì)量與日本持平。國內(nèi)其他企業(yè)直接或間接采用中鋼熱能院的溶劑法工藝。
目前，180*18角鋼，中鋼熱能院針狀焦已用于超高功率電極（Φ800）及接頭，180*18角鋼，在吉林炭素、開封炭素、四川炭素等企業(yè)應(yīng)用；用于鋰電碳負(fù)極材料領(lǐng)域，180*18角鋼，在比亞迪、上汽、一汽、北汽、長城等企業(yè)應(yīng)用；還用作超級電容器碳材料。
“未來10年，180*18角鋼，超級電容器將是運輸行業(yè)和自然能源采集的重要組成部分，180*18角鋼，其中，180*18角鋼，用于裝配在啟停系統(tǒng)車輛上的超級電容器，180*18角鋼，將成為其在未來的主要市場。” 郭明聰表示。
煤瀝青中間相炭微球技術(shù)
中間相炭微球（MCMB）是一種具有微米級尺寸、球形外觀的炭素材料，180*18角鋼，主要原料是煤瀝青，180*18角鋼，是繼針狀焦、碳纖維之后的一種新型碳材料，180*18角鋼，廣泛用于鋰離子二次電池負(fù)極材料、無黏結(jié)劑高密高強特碳材料、高性能液相色譜柱填料、高比表面活性炭材料等領(lǐng)域。
目前，180*18角鋼，世界上具有中間相炭微球生產(chǎn)能力的國家主要有日本和中國，180*18角鋼，日本基本停產(chǎn)。
2001年，180*18角鋼，中鋼熱能院與上海杉杉集團(tuán)聯(lián)合建成了我國第一條200噸/年中間相炭微球生產(chǎn)線，180*18角鋼，實現(xiàn)了鋰離子電池負(fù)極材料的國產(chǎn)化，180*18角鋼，填補了國內(nèi)空白。中間相炭微球制備工藝復(fù)雜、成本比較高，180*18角鋼，其在國內(nèi)需求不高，180*18角鋼，但在某些用途上，180*18角鋼，中間相炭微球有一定優(yōu)勢，180*18角鋼，是焦炭無法取代的。
煤系儲能碳材料
在碳材料方面，180*18角鋼，中鋼熱能院可以根據(jù)不同的使用用途（如能量型、功率型），180*18角鋼，從源頭調(diào)整焦炭結(jié)構(gòu)，180*18角鋼，制備各種不同焦炭，180*18角鋼，如流線型焦炭作為負(fù)極材料，180*18角鋼，用于鋰離子電池碳負(fù)極材料，180*18角鋼，能量密度高。中鋼熱能院具備制備各種鋰離子負(fù)極材料所需要的各種材料前驅(qū)體的能力，180*18角鋼，且可對其進(jìn)行電化學(xué)和化學(xué)測試，180*18角鋼，進(jìn)行完整的分析評價。
鋰離子負(fù)極材料在國內(nèi)外有非常廣闊的市場。2016年，180*18角鋼，全球負(fù)極材料出貨量已達(dá)到10萬噸以上，180*18角鋼，鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)集中度極高，180*18角鋼，其中，180*18角鋼，中國和日本是全球主要產(chǎn)銷國，180*18角鋼，總量占全球負(fù)極材料產(chǎn)銷量95%以上。
“中鋼熱能院實現(xiàn)從瀝青到焦炭、從不同結(jié)構(gòu)的原材料出發(fā)研究負(fù)極材料，180*18角鋼，可為負(fù)極廠商提供技術(shù)服務(wù)。”郭明聰表示。
此外，180*18角鋼，在超級電容器電極材料方面，180*18角鋼，活性炭是商品化超級電容器首選的電極材料。國內(nèi)此類材料主要靠進(jìn)口，180*18角鋼，目前價格在30萬元/噸~40萬元/噸，180*18角鋼，尤其是近年來國家大力發(fā)展新能源汽車，180*18角鋼，對此類電極材料的需求將呈爆發(fā)性增長。但由于高成本、設(shè)備腐蝕、廢水、工藝安全、產(chǎn)品穩(wěn)定性等問題，180*18角鋼，該材料的發(fā)展受到限制，180*18角鋼，需要通過對原料、工藝的全面深入研究來解決。中鋼熱能院已經(jīng)完成該材料的小試，180*18角鋼，目前正在進(jìn)行中試驗證。
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