当前电解铝行业炭素阳极需求面临原料品质下降的问题以及由此带来的局部环境问题日益凸显,而石油焦中挥发份含量过高是引起的环境问题的源头之一,针对石油焦煅烧处理的工艺装置及应用成为热点。探索一种简单、高效的石油焦煅烧工艺具有实际意义。故本课题立足当前丰富的石油焦煅烧过程理论基础上,研究在传统高温煅烧装置内实辅以真空强化条件情况下对石油焦进行高温煅烧分析,探索石油焦在此实验状态下的煅烧规律以及对煅烧产生烟气进行分析,为环境保护提供可靠的理论与实验数据。本文研究策略的核心即探索考察温度、真空条件、煅烧时间以及石油焦物理形态挥发分脱除的影响,本文主要实施了石油焦常压与真空两种条件下煅烧的对比实验以及在真空条件下不同锻烧时间的对比实验,辅以烟气收集分析实验,分析了石油焦在真空条件下的煅烧烟气成分,主要研究结果如下:(1)在常压条件下对块状石油焦进行高温煅烧30min,实验结果表明常压环境下石油焦煅烧温度为1100℃时,挥发分脱除率最高为85.95%;而在真空条件下对10g块状石油焦进行高温煅烧30min,当煅烧温度为1300℃时,煅后焦挥发分含量为0.92%,脱除率为90.05%,效果最好,煅烧温度为1500℃时,煅后焦挥发分含量为0.96,脱除率为89.62%。与常压煅烧比较可得出,1100℃不再是最佳煅烧温度,真空条件下继续升温会继续使挥发分脱除。(2)真空环境条件下对块状石油焦进行高温煅烧30min,高温较低温有利于石油焦挥发分的脱除,但温度的升高意味着能量的消耗增大,成本增加。当煅烧为900℃～1300℃时,石油焦挥发分的脱除率骤然上升,说明高温下石墨化开始出现,烟气量变大,当煅烧温度为1500℃时,石油焦挥发分脱除率上升趋势缓慢,说明石油焦石墨化已达到制高点,再升高温度煅烧石油焦的意义已然不大,挥发分分在前一煅烧阶段已大量脱除,脱除率上升空间不大。(3)真空环境条件下对块状石油焦分别进行高温煅烧60min和90min对比实验,同时考虑粉状石油焦对煅烧的影响,得到石油焦煅烧时间和石油焦粒度对挥发分的脱除是有利的,在低温情况下影响显著,随着温度的升高,粒度的影响已比较微弱,与块状结果趋于一致。粒度虽然对脱挥发分有利,但粉末状原料在煅烧过程中会有部分随着烟气排出造成原料的损失。(4)真空条件下考虑粉状石油焦对煅烧的影响对石油焦进行煅烧实验,考察不同煅烧温度、保持时间以及石油焦形态对石油焦挥发分脱除率的影响,结果表明:达到相同的石油焦挥发分脱除率,营造真空环境和适当增加煅烧时间需要的煅烧温度比常压环境要低,通过对烟气收集液进行GC-MS分析,结果烟气成分中主要是挥发性有机物即VOCs。(5)在实验的基础上选取煅前焦和具有代表性的煅后焦进行了热重实验、XRD和扫描电镜分析,分别从石油焦表官样貌、物相组成和热稳定性等方面对煅前焦和煅后焦进行了对比分析。结果显示经过高温真空煅烧,石油焦在结构上趋于松散状态,裂纹和层状结构较为明显,热稳定性趋于稳定,石墨化程度增强更加直观的展现了石油焦在煅烧后形貌和热稳定性能的变化。印证了真空煅烧的良好效果。