ما هو فحم الكوك؟ هذا هو منتج مهم من الناحية الاستراتيجية التي تم الحصول عليها عن طريق التحلل خالية من الأكسجين الحرارية. وهي مقسمة إلى أنواع كثيرة. لذلك ، يتم عزل النفط والملعب ، الخث وفحم الكوك. لكن الرئيسي هو الأخير. إن فحم الكوك هو العنصر الأساسي في إنتاج أفران الصهر.
منتج مهم
ماذا تعني كلمة "فحم الكوك"؟ يخبرنا مورفولوجيا هذا المفهوم أنه بقايا صلبة قابلة للاحتراق تتشكل أثناء التسخين الحراري الخالية من الأكسجين في بعض المواد العضوية ، بما في ذلك الفحم (البني أو الحجر) ، والزيت ، وكذلك الخث. الكلمة نفسها لها جذور إنجليزية. فحم الكوك لا يعني شيئًا سوى المنتج الناتج عن التحلل الحراري.
إنتاج فحم الكوك في روسيا هو عنصر مهم في المجمع الصناعي. وفقًا للإحصاءات ، يتم إنتاج هذا المنتج ذي الأهمية الاستراتيجية سنويًا بمبلغ 27 مليون طن. في مثل هذه الكميات ، من الضروري للمسبك وصناعة المعادن. أكبر منتج روسي لفحم الكوك هو Severstal. تمتلك هذه الشركة إنتاجها الخاص من هذا النوع من الوقود وتستخدمه لتلبية احتياجات مصانعها المعدنية. تقع أفران الصخور الكبيرة التي يملكها Severstal في تشيريبوفيتس. أنها تنتج أعلى جودة الكوك.
تهمة
للحفاظ على حرق أفران الصهر يتطلب كمية كبيرة من فحم الكوك. هذا المنتج هو مسامية ، ولكن في الوقت نفسه ، كتلة متكلس الصلبة. يتم الحصول عليها عن طريق إزالة المواد المتطايرة من الفحم.
يعتمد إنتاج فحم الكوك الكيميائي على عملية التحلل المائي. بالإضافة إلى ذلك ، التقطير الجاف للفحم ممكن أيضًا. ولكن على أي حال ، يرتبط إنتاج فحم الكوك بتسخين المنتج الأولي دون أدنى وصول للهواء. الغرض من التحلل المائي هو فصل الكربون عن جميع المواد الأخرى التي تشكل الفحم. ما هي المادة الخام لإنتاج فحم الكوك؟ هذا هو الفحم من مختلف الدرجات ، بما في ذلك الدهون وفحم الكوك والغاز والهزيل. وتسمى هذه المواد الخام تهمة. أساس هذا المنتج هو أغلى أنواع فحم الكوك. يتم تسليم الشحنة إلى المصانع المعدنية الروسية من رواسب Kuzbass و Pechora. يمكن أن تكون Yakutia فخورة بالودائع الغنية بفحم الكوك. هنا يتم تعدينهم في إقليم Neryungri ، والذي تم رسم خط سكة حديد عليه خصيصًا.
بسبب حجمه ، فإن إنتاج فحم الكوك يتطلب كمية كبيرة من المواد الخام. يتم تسليمها إلى محلات الإنتاج في العربات السائبة. هنا ، يتم تحميل الشحنة في أبراج ضخمة ، حيث تقوم الآليات الخاصة ، مثل المضخات ، بضخ الفحم الوارد في أعمدة فحم الكوك. في فصل الشتاء ، تصل التهمة ، كقاعدة عامة ، إلى حالة متجمدة. وبالتالي ، قبل التفريغ يتم تسخينها مباشرة في السيارات ، مما يدفعها إلى حظائر ضخمة خاصة.
إعداد تهمة
يبدأ إنتاج فحم الكوك نفسه مع فرز الشحنة. يتم تقسيم كل الفحم الذي وصل إلى المصنع من خلال خصائصه وتكوينه إلى المجموعات اللازمة. بعد ذلك ، يتم سحق الخليط وخلطه. ما يلي هو جرعة لها. وهي مصنوعة على جداول التلقائي. بعد هذا التحضير ، يتم إثراء الخليط باستخدام إزالة الغبار والغربلة والغسيل والتعويم وغيرها من الطرق. كل هذا يسمح لك للقضاء على الشوائب من المواد الخام. بعد أن يتم تجفيف الشحنة وتغذيتها إلى المرحلة الأخيرة من التكسير ، مما ينتج عنه حبيبات لا يتجاوز قطرها 3 مم.
المواد الخام المعدة بهذه الطريقة جاهزة لبدء إنتاج فحم الكوك. يتم إعادة شحنها إلى وحدات الخلط ، ثم تدخل في صناديق التخزين الموجودة في برج الفحم.
بطاريات فحم الكوك
يتم سكب المواد الخام الجاهزة ، وهي ضرورية من أجل تنفيذ إنتاج فحم الكوك ، من منجم الفحم في قادوس سيارة التحميل. بعد ذلك ، يتم تسليمه لبطاريات فحم الكوك. هذا هو نظام يتكون من عدة غرف تتم فيها عملية إنتاج المنتج النهائي.
فرن الكوك هو هيكل ، تصطف جدرانه بالطوب الحراري. طوله من 13 إلى 15 مترًا ، وعرضه من 0.4 إلى 0.5 متر ، وارتفاعه من 5-5.5 مترًا ، وتتيح أبعاد الحجرة هذه تنفيذ عملية إنتاج فحم الكوك بوتيرة سريعة إلى حد ما.
في أقواس هذه الغرف يوجد ثلاثة أو أربعة فتحات بأغطية مغلقة بإحكام. وهي مصممة لتحميل المواد الخام. الجدران النهائية للغرف تحتوي أيضًا على أبواب معدنية مغلقة. في عملية تشكيل فحم الكوك ، يتطلب الإنتاج إزالة المنتجات الغازية الناشئة عن ذلك. يتم توفير هذا أيضا في تصميم الكاميرات. في الجزء العلوي ، لديهم رافعات خاصة تدخل على طولها المواد المتطايرة في مجمع الغاز.
في وقت يسير فيه إنتاج فحم الكوك ، تتطلب تقنية المعالجة تسخينًا كبيرًا للغرف. لهذا ، يتم إنشاء أرصفة خاصة بينهما. إنها تمثل نظامًا كاملاً لقنوات التدفئة التي تتحرك من خلالها الغازات الساخنة. نتيجة لذلك ، يتم تسخين جدران الغرف. في الجزء السفلي من المنشآت لإنتاج فحم الكوك ، وتقع التجديد. وهي ضرورية لتدفئة الغرف بالغازات التي يتم توفيرها عبر أنابيب الغاز ، وكذلك تلك التي تترك الهواء.
تهمة التدفئة
يوجد مسار للسكك الحديدية فوق غرف فرن الكوك. سيارة التحميل تتحرك على طولها. منه ، يدخل المزيج عبر البوابات إلى الغرفة. ويرجع ذلك إلى الآليات الخاصة الموجودة على السيارة ، والتي يمكنها فك الأغطية المغلقة ثم إغلاقها.
تتحرك آلة إخراج فحم الكوك الخاصة على طول سكة تقع على أحد جانبي الغرفة. هي التي تأتي إلى الأبواب الجانبية وتفتح لهم. علاوة على ذلك ، يدفع هذا الجهاز فحم الكوك الناتج. من ناحية أخرى ، تقترب سيارة التبريد من الكاميرا. يأخذ المنتج الساخن وينقله إلى المنطقة أسفل برج الإطفاء ، ثم يفرغه على منحدر.
تعليم المنتج النهائي
تلتزم جميع عمليات إنتاج فحم الكوك المعدني بدقة بالعمليات التكنولوجية التي تتطلب منع الهواء من دخول الغرفة. كيف الحال؟ تبدأ عملية إنتاج فحم الكوك مباشرة بعد أن تقوم سيارة التحميل بتسليم جرعة محسوبة من الشحنة إلى الغرفة. في الوقت نفسه ، يتم غلق البوابات الخاصة بها وتشغيل أجهزة التدفئة.
ماذا يحدث في المرحلة الأولية عندما يتم إنتاج فحم الكوك؟ توفر تقنية العملية في مرحلتها الأولى إطلاق الغازات والمياه من المواد الخام الجاهزة. بعد هذا ، يذوب الخليط ويستقر. زيادة أخرى في درجة الحرارة يؤدي إلى توسيع هذا المنتج الوسيط. ويرجع ذلك إلى زيادة تطور الغازات والأبخرة. علاوة على ذلك ، تصلب الشحنة تدريجيا. ما هي المرحلة الأخيرة من العملية التي تؤدي إلى فحم الكوك؟ يتم إنتاج هذا المنتج أثناء تكسير وتقلص الكعكة. نتيجة لذلك ، يحدث تشكيل ما يسمى كعكة فحم الكوك. يتم تصريف جميع الكسور التي لها شكل غاز بخار على طول رافعات إلى جامع الغاز.
تمر عملية تسخين الشحنة في الغرف من جدرانها الساخنة إلى المركز. نظرًا لانخفاض التوصيل الحراري للمواد الخام في أماكن مختلفة ، فإن مراحل فحم الكوك في مراحل مختلفة.
العملية الكاملة لتشكيل فحم الكوك تستمر من 14 إلى 17 ساعة.مدتها تعتمد على درجة حرارة الاحتراق للشحنة وتكوينها وحجمها.
بعد الانتهاء من عملية إنتاج فحم الكوك ، يتم إيقاف تشغيل أجهزة التسخين والتداخل بين الرافعات. القاذف مناسب لأبواب فرن فحم الكوك ، مع مساعدة يتم تفريغ المنتج الناتج في المخمد. وبالتالي ، يتم إطلاق الفرن. بعد ذلك ، يقوم القاذف بتعليق أبواب محكمة الإغلاق ويذهب على القضبان إلى الغرفة التالية. هناك أيضا يتبع سيارة التحميل. انه يفتح البوابات ويحمل جرعة جديدة من تهمة المعاد تدويرها.
تسليم المنتج إلى البرج
يجب اخماد فحم الكوك الذي تم الحصول عليه في الغرف. بعد كل شيء ، بعد احتكاكه بالهواء ، يحدث احتراق تلقائي. في سيارة الإطفاء ، يتم تسليم فحم الكوك إلى البرج ، حيث يتم إطفاءه أخيرًا بواسطة الماء. ثم يصب المنتج خارج السيارة على سطح خرساني مائل يسمى المنحدر. هنا ، في غضون عشرين دقيقة ، يبرد. بعد ذلك ، يتم نقل فحم الكوك بواسطة الناقلات للفرز.
المنتجات المرتبطة
لا يمكن إنتاج فحم الكوك بدون إطلاق المواد المتطايرة. إنها مزيج من الغازات والأبخرة. يشار إلى هذه المكونات مجتمعة بغاز فحم الكوك المباشر. بعد معالجة طن واحد من الخليط ، حيث يصل محتوى الرطوبة إلى 6 ٪ ، يتم الحصول على 270 كجم من غاز فرن فحم الكوك المباشر. من حيث الحجم ، هذا الرقم هو 330 متر مكعب.
يحتوي غاز فرن الكوك مباشرة من طن واحد من الشحنة على:
- حوالي ثلاثين كيلوغراما من قطران الفحم ؛
- 10 كجم من البنزين الخام ؛
- 3 كجم من الأمونيا ؛
- 5 كجم من كبريتيد الهيدروجين ؛
- 80 كجم من الماء ؛
- 140 كجم من غاز العودة.
حتى وقت قريب ، كان إنتاج فحم الكوك هو المورد الوحيد الذي يعرض بنزين الهيدروكربونات. ومع ذلك ، بعد تطوير قطاع تكرير النفط ، أصبح من الممكن الحصول على هذه المنتجات باستثمار أقل. وأدى ذلك إلى حقيقة أن حصة إنتاج فحم الكوك في إمدادات الهيدروكربونات البنزين انخفضت إلى أربعين في المئة. يستخدم هذا المنتج كمادة خام في عملية التخليق العضوي. تتم معالجة جزء الضوء الخاص به باستخدام البنزين الخام.
الأنواع الأخرى من المنتجات الثانوية بعد تصحيحها ومعالجتها بالكواشف الكيميائية ، وكذلك بعد التجميد والتبلور اللاحق ، تجعل من الممكن الحصول على حوالي ثلاثمائة مركب كيميائي عالي الجودة.
استخدام النفط
هذه المادة الطبيعية ، مثل الفحم ، لها أهمية استراتيجية لبلدنا. إنتاجها من فحم الكوك والمنتجات النفطية ، والتي هي:
- الوقود ؛
- سيرينز والبارافينات ؛
- زيوت التشحيم ؛
- القار ؛
- الشحوم.
- المواد الخام المخصصة للمجمع العضوي والبتروكيماوي الرئيسي ؛
- منتجات أخرى.
فحم الكوك البترول
هذه العبارة جماعية بطبيعتها. يُعتبر فحم الكوك بمثابة منتجات معالجة عميقة لـ "الذهب الأسود". المواد الخام لإنتاجها هي المكونات التي تم الحصول عليها في المعالجة الأولية للنفط. هذه هي القطران وشبه القطران ، الأسفلت واستخراج.
يحدث إنتاج فحم الكوك النفطي بإحدى طريقتين:
- فحم الكوك المتأخر ، الذي يتم في مفاعلات غير مدفأة ؛
- في محطات التقطير باستخدام مفاعلات ساخنة أفقية.
أول هاتين الطريقتين هو الأكثر شعبية. بمساعدتها ، يتم إنتاج ما يقرب من ثمانين في المئة من هذا النوع من المنتجات.
يتم استخدام فحم الكوك البترولي فيما بعد في صناعة الأقطاب الكهربائية ، وكذلك كتل الأنود وأنودات صهر الألومنيوم. يجد التطبيق في العمليات التكنولوجية لتصنيع السبائك الحديدية والمواد الكاشطة والسيليكون. يستخدم فحم الكوك على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية.
الحصول على هذا المنتج يحدث في ضغط منخفض. في هذه الحالة ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة من 480 إلى 560 درجة.وهذا يسمح بإنتاج فحم الكوك والبنزين وغازات الهيدروكربون ، وكذلك كسور زيت غاز الكيروسين.
عملية التفحيم هي تقسيم جميع المكونات التي تشكل المواد الخام. في هذه الحالة ، يتم تشكيل كسور نواتج التقطير السائلة وغازات الهيدروكربون.
تتم العملية الصناعية لإنتاج فحم الكوك باستخدام ثلاثة أنواع من النباتات. بالإضافة إلى فحم الكوك الدوري في مكعبات خاصة وعملية تباطؤ في الغرف ، يمكن أن يحدث بشكل مستمر في الكتلة المميعة لحامل فحم الكوك. النظر في واحد منهم ، والذي يستخدم في معظم الأحيان ، في مزيد من التفاصيل.
فحم الكوك بطيئة
وتسمى هذه العملية أيضا شبه المستمر. هذه الطريقة لإنتاج فحم الكوك هي الأكثر شيوعًا في الممارسة العالمية. إنها تنطوي على مثل هذه العملية التكنولوجية التي يتم فيها تغذية المواد الخام المسخنة مسبقًا إلى 350-380 درجة بشكل مستمر إلى لوحات خاصة موجودة في أعمدة التقطير. مثل هذه المنشآت تعمل في الضغط الجوي. تتدفق المواد الخام لإنتاج فحم الكوك إلى أسفل الصفائح وهي على اتصال مع الأبخرة المنبعثة من جهاز التفاعل. نتيجة هذه الكتلة ونقل الحرارة هو التكثيف. هو الذي يشكل ، جنبا إلى جنب مع المنتج الأولي ، المواد الخام الثانوية التي سيتم تسخينها إلى 490-510 درجة في أفران الأنبوب.
بعد ذلك ، يدخل الخليط في غرف فرن الكوك. توجد أسطوانات مجوفة ذات رأس عمودي يصل ارتفاعها إلى 22-30 مترًا وقطرها 3-7 أمتار.
تدخل كتلة التفاعل إلى غرف فرن الكوك بشكل مستمر. علاوة على ذلك ، تستمر هذه العملية من 24 إلى 36 ساعة. خلال هذا الوقت ، فإن الكتلة ، بفضل الحرارة التي تحتفظ بها ، تكتل تدريجيا. عندما تكون الغرفة مملوءة بالمنتج النهائي بنسبة تتراوح بين 70 و 90 في المائة ، يتم إزالتها باستخدام نفاثة عادية من الماء تحت ضغط عال.
بعد ذلك ، يتم وضع فحم الكوك في محطم ، حيث يتم سحقه إلى قطع لا يتجاوز حجمها 150 مم. بعد ذلك ، يتم تغذية المنتج إلى الشاشة باستخدام المصعد ، ويتم فرزه إلى أجزاء من أحجام مختلفة. تخضع الحجرة التي تم فيها الحصول على فحم الكوك للتدفئة بواسطة بخار الماء وتلك الأبخرة التي يتم توفيرها من أجهزة العمل. بعد ذلك ، يتم تعبئة الخزان مرة أخرى بالمواد الخام.
بعد المرور خلال العملية ، تنشأ منتجات متقلبة. هذا هو خليط بخار سائل يتم تفريغه بشكل مستمر من الغرف الموجودة ويفصل بالتتابع إلى غازات ، أولاً في عمود التقطير ، ثم في فاصل المياه وكتلة الغاز ، وكذلك في عمود تجريد.