Što je koksni ugljen i gdje se koristi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Porast cijena nafte i potraga za alternativnim izvorima energije ne samo da su doveli do razvoja novih tehnologija, već su skrenuli pozornost na drugu, ništa manje korisnu sirovinu - ugljen. Najvažniji za industriju je koksni ugljen. Kolika je njegova vrijednost i gdje se kopa opisano je u ovom članku.

Što je ugljen za koksiranje

Ovo je kameni ugljen, od kojeg se pod uvjetima koksanja dobiva koks određene čvrstoće i veličine. Od velike je vrijednosti za industriju i aktivno je tražen u mnogim industrijama. Dakle, koksni ugljen se koristi kao glavno gorivo u proizvodnji čelika i energije.

Ugljen za koksanje razlikuje se od ostalih bitumenskih ugljena po svojoj sposobnosti da pređe u plastično stanje i sinterira kada je izložen visokim temperaturama bez kisika.

Sastav koksajućeg ugljena

Ugljen za koksanje u koncentriranom i neobogaćenom obliku karakterizira nizak udio pepela (manje od 10%), nizak sadržaj hlapljivih komponenti (od 15 do 37%) i sumpora(manje od 3,5%). U usporedbi s drugim vrstama ugljena, ugljen za koksiranje ima visoku temperaturu izgaranja i karakterizira niži sadržaj nečistoća. Omjer sastavnih tvari u različitim ležištima ugljena može neznatno varirati. To je vrlo važno uzeti u obzir u procesu njegovog koksanja. Dakle, prije prerade ugljena, nužno se utvrđuje njegov sastav, kapacitet koksanja, sposobnost zgrušavanja i drugi pokazatelji. Na teritoriju postsovjetskog prostora za koksiranje se koriste sljedeće vrste ugljena:

• K - koksa.
• F - masnoća.
• G - plin.
• OS - lean-sintering.
• SS - jako pečenje.

Proces koksanja

Koksiranje je tehnološki proces pretvaranja ugljena u koks. Sastoji se od nekoliko faza. U prvoj fazi, ugljen se priprema za koksovanje. Iskopani ugljen se drobi i stvaraju se posebne smjese - naboj. Sljedeći korak je koksanje. Održava se u posebnim komorama koksne peći pomoću plinskog grijanja. Pripremljena smjesa se stavlja u peć na 15 sati, gdje se cijelo to vrijeme temperatura podiže na 1000ºS. Rezultat ovog procesa je "kola kolač".

Tehnologija koksiranja dramatično se promijenila tijekom dvadesetog stoljeća, omogućujući razvoj novih nalazišta ugljena.

Prema procjenama, oko 10% svjetske proizvodnje kamenog ugljena se koksa. Ova činjenica potvrđuje veliku potražnju industrije za koksomugljen.

Koja je razlika između koksnog i termalnog ugljena

Najveću vrijednost za industriju daje koksni ugljen, koji se koristi kao procesno gorivo u mnogim industrijskim sektorima nacionalnog gospodarstva. Na primjer, za taljenje željeza. Glavna značajka koja razlikuje koksni ugljen od energetskog ugljena je prisutnost vitrena. Ovo je pepeo sastavni dio ugljena, koji nastaje kao rezultat razgradnje biljaka u nedostatku kisika. Svojstva vitrena sastoje se u sposobnosti taljenja i sinteriranja pod utjecajem visoke temperature. Tako se mikročestice ugljena spajaju u jednu gustu masu. Što je veća koncentracija vitrena, to je veća kvaliteta koksiranja takvog ugljena.

Najveća količina topljivih tvari sadržana je u takvim vrstama ugljena: koks, plin, masni, mršavi i koksni masti.

razreda ugljena

U prirodi postoji mnogo vrsta ugljena, koje se razlikuju po tehničkom sastavu, učinku sinteriranja i hlapljivim komponentama. Za koksovanje je pogodno samo nekoliko vrsta ugljena. Ali nisu svi prikladni za sinteriranje u svom čistom obliku. Ponekad je potrebno dodati neke komponente. Dakle, postoje sljedeći razredi koksajućeg ugljena:

1. K - koksa. Kod koksanja ove marke ugljena u čistom obliku dobiva se standardni metalurški koks. Za dobivanje najkvalitetnijeg ugljena dodaju se i drugi razredi - bold iliplin.
2. KZh - koksa mast. Ima najbolju sposobnost koksanja, uglavnom se koristi za proizvodnju koksa bez dodavanja drugih vrsta ugljena. Sastav masnog ugljena za koksovanje sadrži do 30% hlapljivih komponenti. Vitren refleksija - 1,3%. Debljina plastičnog sloja je 18 mm. Bez promjene kvalitete koksa, dopušteno je dodati do 20% CS, OS i KO ovoj robnoj marki.
3. KO - nemasna koksa. Debljina sloja je 10-12 mm, refleksija vitrena je do 1%. U pravilu se ova marka ne koristi zasebno, već samo u kombinaciji sa ZhK i GZh ugljenom.
4. KSN – koks s niskim zgrušavanjem, niska metamorfoza. Tijekom sinteriranja ova vrsta ugljena proizvodi perivi koks male čvrstoće, pa se uglavnom koristi za sinteriranje s drugim vrstama ugljena ili za proizvodnju sintetičkog plina.
5. KS – koks s niskim zgrušavanjem. Debljina plastičnog sloja je do 9 mm. Karakterizira ga nisko sinteriranje. Koksarska poduzeća koriste ugljen KS kao mršavu komponentu. Također se koristi u nekim područjima proizvodnje za slojevito izgaranje.
6. GK – plinsko koksiranje. Prilikom koksanja dobiva se dobro taljeni koks, ali niske mehaničke čvrstoće. Sinterirani proizvod se lako dijeli na male komade. Obično se plinski ugljen koristi u mješavinama s drugim ugljenom za koksiranje.

Sljedeći razredi koksnog ugljena smatraju se najboljim za sinteriranje: masni, slabo zgrušavajući, plinski, mršavi sinter i koks u čistom obliku. Sadrže najmanju količinu nečistoća, a imaju visokuplastičnost.

Područja primjene

Glavna svrha koksnog ugljena je industrijsko gorivo. Tijekom izgaranja koksajući ugljen oslobađa veliku količinu toplinske energije. Dakle, temperatura paljenja ovog goriva je 470ºS. Ali spaljivanje nije jedini način da se iz ovog fosila izvuku korisna svojstva. Postoje mnogi drugi sektori nacionalnog gospodarstva koji učinkovito koriste koksni ugljen. Korištenje ovog prirodnog resursa u industrijskim procesima omogućuje dobivanje olova, molibdena, cinka, germanija, sumpora, galija i drugih kemijskih elemenata. Otpad iz industrije ugljena također ima industrijsku primjenu. Dakle, oni se prerađuju u vatrostalne materijale i abrazive. Građevinski materijal se također proizvodi od otpada.

Ukupno se više od 300 vrsta proizvoda proizvodi od kamenog goriva. Ugljen se koristi kao glavni materijal za proizvodnju ugljično-grafitnih strukturnih elemenata, visoko-dušične kiseline, koji se koriste u gnojivima. Tvari koje se oslobađaju tijekom procesa koksanja imaju učinkovitu primjenu. Dakle, tijekom suhe destilacije nastaju katran ugljena i amonijačna voda. Također se mogu reciklirati.

Osim toga, koksanje proizvodi plinovite proizvode koji sadrže benzen, fenol, amonijak i toluen. Oni služe kao izvori drugih korisnih tvari.

Proizvodnja koksnog ugljena u Ukrajini

Koksni ugljen u Ukrajini se uglavnom koristimetalurška poduzeća. Dakle, metalurgija čini oko 90% ukupne potražnje za ovom vrstom goriva. Ekstrakcijska industrija zemlje isporučuje koksni ugljen na domaće tržište za samo 60%. Preostalih 40% utrošenog ugljena se uvozi. Glavni dobavljač koksajućeg ugljena za Ukrajinu je Rusija.

Posljednjih godina u zemlji je povećana potražnja za stranim sirovinama. To je zbog pada domaće proizvodnje. Također, potražnja za domaćim sirovinama opada zbog pada kvalitete, budući da metalurške tvornice ne mogu koristiti ugljen s visokim udjelom sumpora.

U Ukrajini se koksni ugljen kopa u bazenima: Donjeck, Lvov-Volyn, Dnjepar. Najveća količina rezervi ugljena koncentrirana je u regijama Donjeck, Lugansk i Dnjepropetrovsk. U ovom trenutku, zbog političke nestabilnosti, proizvodnja koksnog ugljena u istočnoj Ukrajini je obustavljena.

Iskopavanje ugljena u Rusiji

U Rusiji postoje velika nalazišta ugljena. Prema brojkama, zemlja zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu po rezervama ugljena. Više od 67% njih je kameni ugljen. Od toga, 10% su ugljeni za koksanje.

U Rusiji se koksni ugljen kopa u bazenima: Kuznjeck, Pečora, Južno-Jakutsk, Donjeck i Kizelovsk. Prva dva bazena proizvode najviše ugljena.

Rezerve koksajućeg ugljena u Ruskoj Federaciji iznose 47,3 milijarde tona. Međutim, samo mali dio je upotrebljiv. NAPosljednjih godina proizvodnja koksnog ugljena u Rusiji je na razini od 70 milijuna tona godišnje. Ovo je dovoljno da se industrijska poduzeća u zemlji opskrbe sirovinama.

Koksni ugljen u Rusiji se kopa stabilnim tempom. Povećanje proizvodnje ugljena dogodit će se u slučaju povećanja potražnje za ovom vrstom sirovine, zbog razvoja metalurškog i srodnih sektora ruskog gospodarstva.

Izgledi tržišta koksajućeg ugljena

U narednim godinama ruska industrija ugljena čeka promjene. Ključna područja razvoja industrije odnosit će se na vertikalni sustav proizvodnje ugljena. Dakle, državna politika predviđa stvaranje energetskih objekata malog i srednjeg kapaciteta na temelju rudnika ugljena. Također se planira ugradnja opreme u rudarska poduzeća koja će omogućiti preradu ugljena u ekološki prihvatljiva sintetička goriva.

U smislu obujma prodaje, potražnja za koksnim ugljenom u Rusiji će rasti. Činjenica je da osim čeličana, obojena metalurgija i mnoge druge industrije koriste koks. Dakle, za proizvodnju 1 tone sirovog željeza potrebno je oko 0,4 tone koksa. A alternativne tehnologije koje omogućuju njegovu zamjenu isplativijim resursom koriste se u ograničenoj mjeri.

Trendovi na globalnom tržištu koksajućeg ugljena

Danas mnoga ugljena poduzeća iz svih zemalja proživljavaju krizu nižih cijena koksajućeg ugljena. Ovaj problem pogoršavaju države koje isporučuju koks u prevelikim količinama. Također, želja kupaca za smanjenjem troškova ima veliki utjecaj na cijene. Druga nepovoljna situacija proizlazi iz želje proizvođača čelika za smanjenjem troškova proizvodnje. U Europi i Kini potražnja za koksnim ugljenom nastavlja rasti, ali to je na štetu proizvoda višeg kvaliteta. Ali općenito, obujam nabave sirovina na svjetskom tržištu pada.

Pomalo stabilizirana situacija s energetskim sirovinama na američkom tržištu. Ali njegova cijena i dalje pada zbog manje potražnje za čelikom. Kao rezultat toga, proizvodnja koksajućeg ugljena u SAD-u i Europi mogla bi se smanjiti.

Ali stručnjaci predviđaju povećanje uvoza energetskih sirovina u Indiju. Po uvozu koksajućeg ugljena, ova zemlja zauzima treće mjesto u svijetu.

Cijena sirovina

U drugom tromjesečju 2015. bilježi se pad cijena koksnog ugljena. Velike svjetske tvrtke nude sirovine po cijeni koja je 5-10% niža u odnosu na prvo tromjesečje. Tako je južnoafrička tvrtka Anglo American ponudila Japanu najkvalitetniji koksni ugljen po cijeni od 116 dolara za 1 tonu. Prosječna cijena 1 tone ugljena je 117 USD.