Čo je koksovateľné uhlie a kde sa používa

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Nárast cien ropy a hľadanie alternatívnych zdrojov energie viedli nielen k vývoju nových technológií, ale upozornili aj na ďalšiu, nemenej užitočnú surovinu – uhlie. Pre priemysel je najdôležitejšie koksovateľné uhlie. Aká je jeho hodnota a kde sa ťaží, je popísané v tomto článku.

Čo je koksovateľné uhlie

Toto je čierne uhlie, z ktorého sa za podmienok koksovania získava koks určitej sily a veľkosti. Pre priemysel má veľkú hodnotu a je po ňom aktívny dopyt v mnohých priemyselných odvetviach. Koksovateľné uhlie sa teda používa ako hlavné palivo pri výrobe ocele a energie.

Koksovateľné uhlie sa líši od ostatných bitúmenových uhlia svojou schopnosťou prejsť do plastického stavu a spekať, keď je vystavené vysokým teplotám bez kyslíka.

Zloženie koksovateľného uhlia

Koksovateľné uhlie v koncentrovanej a neobohatenej forme sa vyznačuje nízkym obsahom popola (menej ako 10 %), nízkym obsahom prchavých zložiek (od 15 do 37 %) a síry(menej ako 3,5 %). V porovnaní s inými druhmi uhlia majú koksovateľné uhlie vysokú teplotu spaľovania a vyznačujú sa nižším obsahom nečistôt. Pomer základných látok v rôznych ložiskách uhlia sa môže mierne líšiť. Toto je veľmi dôležité vziať do úvahy v procese jeho koksovania. Pred spracovaním uhlia sa teda nevyhnutne určuje jeho zloženie, kapacita koksovania, spekanie a ďalšie ukazovatele. Na území postsovietskeho priestoru sa na koksovanie používajú tieto druhy uhlia:

• K - koks.
• F – tuk.
• G – plyn.
• OS – chudé spekanie.
• SS – vysoko spekavé.

Proces koksovania

Koksovanie je technologický proces premeny uhlia na koks. Pozostáva z niekoľkých etáp. V prvej fáze sa uhlie pripravuje na koksovanie. Vyťažené uhlie sa drví a vznikajú špeciálne zmesi - vsádzka. Ďalším krokom je koksovanie. Prebieha v špeciálnych komorách koksárenskej pece pomocou plynového ohrevu. Pripravená zmes sa umiestni do pece na 15 hodín, pričom po celú dobu sa teplota zvýši na 1000 ° C. Výsledkom tohto procesu je „koksový koláč“.

Technológia koksovania sa v priebehu dvadsiateho storočia dramaticky zmenila, čo umožnilo rozvoj nových ložísk uhlia.

Podľa odhadov asi 10 % svetovej produkcie čierneho uhlia tvorí koksovanie. Táto skutočnosť potvrdzuje vysoký dopyt priemyslu po koksovaníuhlie.

Aký je rozdiel medzi koksovateľným a energetickým uhlím

Najväčšiu hodnotu pre priemysel má koksovateľné uhlie, ktoré sa používa ako technologické palivo v mnohých priemyselných odvetviach národného hospodárstva. Napríklad na tavenie železa. Hlavným znakom, ktorý odlišuje koksovateľné uhlie od energetického uhlia, je prítomnosť vitrénu. Ide o popolovú zložku uhlia, ktorá vzniká v dôsledku rozkladu rastlín v neprítomnosti kyslíka. Vlastnosti vitrenu spočívajú v schopnosti tavenia a spekania vplyvom vysokej teploty. Mikročastice uhlia sa tak zlepia do jednej hustej hmoty. Čím väčšia je koncentrácia vitrénu, tým vyššia je kvalita koksovania takéhoto uhlia.

Najväčšie množstvo taviteľných látok je obsiahnuté v týchto druhoch uhlia: koks, plyn, mastné, chudé sušienky a koksový tuk.

Triedy uhlia

V prírode existuje veľa druhov uhlia, ktoré sa líšia technickým zložením, výkonom spekania a prchavými zložkami. Len niekoľko druhov uhlia je vhodných na koksovanie. Ale nie všetky sú vhodné na spekanie v čistej forme. Niekedy je potrebné pridať nejaké komponenty. Existujú teda nasledujúce druhy koksovateľného uhlia:

1. K - koks. Pri koksovaní tejto značky uhlia v čistej forme sa získava štandardný metalurgický koks. Na získanie najkvalitnejšieho uhlia sa pridávajú ďalšie triedy - tučné aleboplyn.
2. KZh - koksový tuk. Má najlepšiu koksovateľnosť, používa sa hlavne na výrobu koksu bez pridávania iných druhov uhlia. Zloženie koksovateľného tukového uhlia obsahuje až 30 % prchavých zložiek. Vitrenový odraz - 1,3 %. Hrúbka plastovej vrstvy je 18 mm. Bez zmeny kvality koksu je povolené pridávať do tejto značky až 20% CS, OS a KO.
3. KO - koks chudý. Hrúbka vrstvy je 10-12 mm, odraz vitrenu do 1%. Táto značka sa spravidla nepoužíva samostatne, ale iba v kombinácii s uhlím ZhK a GZh.
4. KSN – nízkospekavý koks s nízkou metamorfózou. Pri spekaní tento typ uhlia produkuje umývateľný koks s nízkou pevnosťou, preto sa používa hlavne na spekanie s inými druhmi alebo na výrobu syngasu.
5. KS – nízkohrudkujúci koks. Hrúbka plastovej vrstvy je až 9 mm. Charakterizované nízkym spekaním. Uhoľný typ KS používajú koksárenské podniky ako štíhlu zložku. V niektorých oblastiach výroby sa používa aj na vrstvené spaľovanie.
6. GK – plynové koksovanie. Pri koksovaní sa získa dobre roztavený koks, ale s nízkou mechanickou pevnosťou. Spekaný výrobok sa ľahko delí na malé kúsky. Plynové uhlie sa zvyčajne používa v zmesiach s iným koksovateľným uhlím.

Nasledovné druhy koksovateľného uhlia sa považujú za najlepšie na spekanie: mastné, mierne spekavé, plynné, chudé spekanie a koks v jeho čistej forme. Obsahujú najmenšie množstvo nečistôt a majú vysoký obsahplasticita.

Oblasti použitia

Hlavným účelom koksovateľného uhlia je priemyselné palivo. Pri spaľovaní koksovateľné uhlie uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie. Teplota vznietenia tohto paliva je teda 470ºС. Ale spaľovanie nie je jediný spôsob, ako získať užitočné vlastnosti z tejto fosílie. Existuje mnoho ďalších odvetví národného hospodárstva, ktoré efektívne využívajú koksovateľné uhlie. Využitie tohto prírodného zdroja v priemyselných procesoch umožňuje získavať z neho olovo, molybdén, zinok, germánium, síru, gálium a ďalšie chemické prvky. Odpady z uhoľného priemyslu majú tiež priemyselné využitie. Spracúvajú sa teda na žiaruvzdorné materiály a abrazíva. Z odpadu sa vyrábajú aj stavebné materiály.

Celkovo sa z kamenného paliva vyrába viac ako 300 druhov produktov. Uhlie sa používa ako hlavná surovina na výrobu uhlíkovo-grafitových štruktúrnych prvkov, kyselín s vysokým obsahom dusičnej, ktoré sa používajú v hnojivách. Látky, ktoré sa uvoľňujú počas procesu koksovania, majú efektívne uplatnenie. Takže počas suchej destilácie sa tvorí uhoľný decht a čpavková voda. Sú tiež recyklovateľné.

Okrem toho pri koksovaní vznikajú plynné produkty, ktoré obsahujú benzén, fenol, amoniak a toluén. Slúžia ako zdroje ďalších prospešných látok.

Produkcia koksovateľného uhlia na Ukrajine

Na Ukrajine sa používa hlavne koksovateľné uhliehutníckych podnikov. Hutníctvo teda tvorí asi 90 % celkového dopytu po tomto druhu paliva. Ťažobný priemysel krajiny dodáva koksovateľné uhlie na domáci trh len zo 60 %. Zvyšných 40 % spotrebovaného uhlia sa dováža. Hlavným dodávateľom koksovateľného uhlia na Ukrajinu je Rusko.

V posledných rokoch krajina zaznamenala zvýšený dopyt po zahraničných surovinách. Dôvodom je pokles domácej produkcie. Klesá aj dopyt po domácich surovinách z dôvodu poklesu ich kvality, keďže hutnícke závody nemôžu využívať uhlie s vysokým obsahom síry.

Na Ukrajine sa koksovateľné uhlie ťaží v panvách: Doneck, Ľvov-Volyň, Dneper. Najväčšie množstvo zásob uhlia je sústredené v Doneckej, Luhanskej a Dnepropetrovskej oblasti. V súčasnosti je z dôvodu politickej nestability ťažba koksovateľného uhlia na východnej Ukrajine pozastavená.

Ťažba uhlia v Rusku

V Rusku sú veľké ložiská uhlia. Podľa údajov je krajina v zásobách uhlia na jednom z prvých miest na svete. Viac ako 67 % z nich tvorí čierne uhlie. Z toho je 10 % koksovateľné uhlie.

V Rusku sa koksovateľné uhlie ťaží v panvách: Kuzneck, Pečora, Južno-Jakutsk, Doneck a Kizelovsk. Prvé dve panvy produkujú najviac uhlia.

Zásoby koksovateľného uhlia v Ruskej federácii dosahujú 47,3 miliardy ton. Použiteľná je však len malá časť. ATV posledných rokoch sa produkcia koksovateľného uhlia v Rusku pohybuje na úrovni 70 miliónov ton ročne. To stačí na to, aby priemyselné podniky v krajine získali suroviny.

Koksovateľné uhlie sa v Rusku ťaží stabilným tempom. K zvýšeniu produkcie uhlia dôjde v prípade zvýšenia dopytu po tomto druhu suroviny, v dôsledku rozvoja hutníckych a súvisiacich odvetví ruskej ekonomiky.

Výhľad trhu s koksovateľným uhlím

V nasledujúcich rokoch čakajú ruský uhoľný priemysel zmeny. Kľúčové oblasti rozvoja priemyslu sa budú týkať vertikálneho systému ťažby uhlia. Politika štátu teda počíta s vytváraním energetických zariadení malej a strednej kapacity na báze uhoľných baní. Plánuje sa aj inštalácia zariadenia v uhoľných ťažobných podnikoch, ktoré umožní spracovanie uhlia na ekologické syntetické palivá.

Pokiaľ ide o objemy predaja, dopyt po koksovateľnom uhlí v Rusku porastie. Faktom je, že okrem oceliarní využíva koks aj neželezná metalurgia a mnohé ďalšie odvetvia. Takže na výrobu 1 tony surového železa je potrebných asi 0,4 tony koksu. A alternatívne technológie, ktoré umožňujú jeho nahradenie výnosnejším zdrojom, sa používajú v obmedzenej miere.

Trendy na svetovom trhu s koksovateľným uhlím

V súčasnosti mnohé uhoľné spoločnosti zo všetkých krajín zažívajú krízu nižších cien koksovateľného uhlia. Tento problém zhoršujú štáty, ktoré dodávajú koks v nadmernom množstve. Taktiež túžba kupujúcich znižovať náklady má veľký vplyv na ceny. Ďalšia nepriaznivá situácia vyplýva zo snahy výrobcov ocele znižovať výrobné náklady. V Európe a Číne dopyt po koksovateľnom uhlí naďalej rastie, ale je to na úkor produktov vyššej kategórie. Vo všeobecnosti však objem nákupov surovín na svetovom trhu klesá.

Mierne stabilizoval situáciu s energetickými surovinami na americkom trhu. Jeho cena však naďalej klesá kvôli nižšiemu dopytu po oceli. V dôsledku toho sa môže znížiť produkcia koksovateľného uhlia v USA a Európe.

Odborníci však predpovedajú nárast dovozu energetických surovín do Indie. Z hľadiska dovozu koksovateľného uhlia je táto krajina na treťom mieste na svete.

Cena surovín

V druhom štvrťroku 2015 dochádza k poklesu cien koksovateľného uhlia. Veľké svetové spoločnosti ponúkajú suroviny za cenu, ktorá je o 5 – 10 % nižšia v porovnaní s prvým štvrťrokom. Juhoafrická spoločnosť Anglo American tak ponúkla Japonsku najkvalitnejšie koksovateľné uhlie za 116 dolárov za 1 tonu. Priemerná cena za 1 tonu koksovateľného uhlia je 117 USD.