Τι είναι ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης και πού χρησιμοποιείται

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η αύξηση των τιμών του πετρελαίου και η αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας όχι μόνο οδήγησαν στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, αλλά επέστησαν την προσοχή σε μια άλλη, όχι λιγότερο χρήσιμη πρώτη ύλη - τον άνθρακα. Το πιο σημαντικό για τη βιομηχανία είναι ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης. Ποια είναι η αξία του και πού εξορύσσεται περιγράφεται σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης

Πρόκειται για σκληρό άνθρακα, από τον οποίο λαμβάνεται οπτάνθρακας ορισμένης ισχύος και μεγέθους υπό συνθήκες οπτανθρακοποίησης. Έχει μεγάλη αξία για τον κλάδο και έχει ενεργή ζήτηση σε πολλούς κλάδους. Έτσι, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης χρησιμοποιείται ως το κύριο καύσιμο για την παραγωγή χάλυβα και ενέργειας.

Οι άνθρακας οπτανθρακοποίησης διαφέρουν από τους άλλους ασφαλτούχους άνθρακα ως προς την ικανότητά τους να μεταβαίνουν σε πλαστική κατάσταση και να πυροσυσσωματώνονται όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς οξυγόνο.

Σύνθεση άνθρακα οπτανθρακοποίησης

Ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης σε συμπυκνωμένη και μη εμπλουτισμένη μορφή χαρακτηρίζεται από χαμηλή περιεκτικότητα σε τέφρα (λιγότερο από 10%), χαμηλή περιεκτικότητα σε πτητικά συστατικά (από 15 έως 37%) και θείο(λιγότερο από 3,5%). Σε σύγκριση με άλλους τύπους άνθρακα, οι άνθρακας οπτανθρακοποίησης έχουν υψηλή θερμοκρασία καύσης και χαρακτηρίζονται από χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Η αναλογία των συστατικών ουσιών σε διαφορετικά κοιτάσματα άνθρακα μπορεί να διαφέρει ελαφρώς. Αυτό είναι πολύ σημαντικό να ληφθεί υπόψη κατά τη διαδικασία της οπτανθρακοποίησης. Έτσι, πριν από την επεξεργασία του άνθρακα, προσδιορίζονται απαραίτητα η σύνθεσή του, η ικανότητα οπτανθρακοποίησης, η ικανότητα σχηματισμού συσσωματώματος και άλλοι δείκτες. Στην επικράτεια του μετασοβιετικού χώρου, οι ακόλουθοι τύποι άνθρακα χρησιμοποιούνται για την οπτανθρακοποίηση:

• K - κοκ.
• F - fat.
• G - αέριο.
• OS - Lean-sintering.
• SS - πολύ κέικ.

Διαδικασία οπτάνθρακα

Η οπτανθρακοποίηση είναι η τεχνολογική διαδικασία μετατροπής του άνθρακα σε οπτάνθρακα. Αποτελείται από πολλά στάδια. Στο πρώτο στάδιο, ο άνθρακας προετοιμάζεται για οπτανθρακοποίηση. Ο εξορυσσόμενος άνθρακας συνθλίβεται και σχηματίζονται ειδικά μείγματα - φορτίο. Το επόμενο βήμα είναι η οπτανθρακοποίηση. Πραγματοποιείται σε ειδικούς θαλάμους φούρνου οπτανθρακοποίησης με θέρμανση αερίου. Το παρασκευασμένο μείγμα τοποθετείται στον κλίβανο για 15 ώρες, όπου όλο αυτό το διάστημα η θερμοκρασία αυξάνεται στους 1000ºС. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι ένα «κέικ κόκα».

Η τεχνολογία οπτανθρακοποίησης έχει αλλάξει δραματικά κατά τη διάρκεια του εικοστού αιώνα, επιτρέποντας την ανάπτυξη νέων κοιτασμάτων άνθρακα.

Σύμφωνα με εκτιμήσεις, περίπου το 10% της παγκόσμιας παραγωγής λιθάνθρακα είναι οπτάνθρακα. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνει την υψηλή ζήτηση της βιομηχανίας για οπτάνθρακακάρβουνα.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του οπτάνθρακα και του θερμικού άνθρακα

Η μεγαλύτερη αξία για τη βιομηχανία παρέχεται από τον άνθρακα οπτανθρακοποίησης, ο οποίος χρησιμοποιείται ως καύσιμο διεργασίας σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς της εθνικής οικονομίας. Για παράδειγμα, για την τήξη σιδήρου. Το κύριο χαρακτηριστικό που διακρίνει τον άνθρακα οπτανθρακοποίησης από τον άνθρακα ηλεκτρικής ενέργειας είναι η παρουσία ενός βιτρέν. Αυτό είναι το συστατικό τέφρας του άνθρακα, το οποίο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης των φυτών απουσία οξυγόνου. Οι ιδιότητες του βιτρέν συνίστανται στην ικανότητα τήξης και πυροσυσσωμάτωσης υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας. Έτσι, τα μικροσωματίδια του άνθρακα κολλάνε μεταξύ τους σε μια πυκνή μάζα. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση του βιτρέν, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα της οπτανθρακοποίησης αυτού του άνθρακα.

Η μεγαλύτερη ποσότητα εύτηκτων ουσιών περιέχεται σε τέτοιες ποιότητες άνθρακα: οπτάνθρακα, αέριο, λιπαρό, άπαχο και λίπος οπτάνθρακα.

Βαθμοί άνθρακα

Στη φύση, υπάρχουν πολλές ποικιλίες άνθρακα, οι οποίες διαφέρουν ως προς την τεχνική σύνθεση, την απόδοση πυροσυσσωμάτωσης και τα πτητικά συστατικά. Μόνο μερικές ποιότητες άνθρακα είναι κατάλληλες για οπτανθρακοποίηση. Αλλά δεν είναι όλα κατάλληλα για πυροσυσσωμάτωση στην καθαρή τους μορφή. Μερικές φορές χρειάζεται να προστεθούν ορισμένα στοιχεία. Έτσι, υπάρχουν οι ακόλουθες ποιότητες άνθρακα οπτανθρακοποίησης:

1. K - οπτάνθρακα. Κατά την οπτανθρακοποίηση αυτής της μάρκας άνθρακα στην καθαρή του μορφή, λαμβάνεται τυπικός μεταλλουργικός οπτάνθρακας. Για να αποκτήσετε άνθρακα υψηλότερης ποιότητας, προστίθενται άλλες ποιότητες - έντονες ήαέριο.
2. KZh - λίπος κοκ. Έχει την καλύτερη ικανότητα οπτανθρακοποίησης, χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή οπτάνθρακα χωρίς την προσθήκη άλλων ποιοτήτων άνθρακα. Η σύνθεση του άνθρακα λίπους οπτανθρακοποίησης περιέχει έως και 30% πτητικά συστατικά. Αντανάκλαση Vitren - 1,3%. Το πάχος του πλαστικού στρώματος είναι 18 mm. Χωρίς αλλαγή της ποιότητας του οπτάνθρακα, επιτρέπεται η προσθήκη έως και 20% CS, OS και KO σε αυτήν την επωνυμία.
3. KO - άπαχο κοκ. Το πάχος του στρώματος είναι 10-12 mm, η ανάκλαση του υαλοειδούς είναι έως και 1%. Κατά κανόνα, αυτή η μάρκα δεν χρησιμοποιείται χωριστά, αλλά μόνο σε συνδυασμό με άνθρακα ZhK και GZh.
4. KSN – Οπτάνθρακα χαμηλής συσσώρευσης χαμηλής μεταμόρφωσης. Κατά τη σύντηξη, αυτός ο τύπος άνθρακα παράγει ένα πλενόμενο οπτάνθρακα χαμηλής αντοχής, επομένως χρησιμοποιείται κυρίως για πυροσυσσωμάτωση με άλλες ποιότητες ή για παραγωγή αερίου σύνθεσης.
5. KS – οπτάνθρακα με χαμηλή συγκέντρωση. Το πάχος του πλαστικού στρώματος είναι έως 9 mm. Χαρακτηρίζεται από χαμηλή πυροσυσσωμάτωση. Η κατηγορία άνθρακα KS χρησιμοποιείται από τις επιχειρήσεις οπτάνθρακα ως άπαχο συστατικό. Χρησιμοποιείται επίσης σε ορισμένες περιοχές παραγωγής για καύση σε στρώσεις.
6. GK – οπτανθρακοποίηση αερίου. Κατά την οπτανθρακοποίηση, λαμβάνεται ένας καλά συντηγμένος οπτάνθρακας, αλλά με χαμηλή μηχανική αντοχή. Το πυροσυσσωματωμένο προϊόν χωρίζεται εύκολα σε μικρά κομμάτια. Συνήθως ο άνθρακας αερίου χρησιμοποιείται σε μείγματα με άλλους άνθρακα οπτανθρακοποίησης.

Οι παρακάτω ποιότητες άνθρακα οπτανθρακοποίησης θεωρούνται οι καλύτεροι για πυροσυσσωμάτωση: λιπαρός, ελαφρώς σχηματισμένος, αέριος, άπαχος πυροσυσσωμάτωση και οπτάνθρακας στην καθαρή του μορφή. Περιέχουν τη λιγότερη ποσότητα ακαθαρσιών και έχουν υψηλήπλαστικότητα.

Περιοχές εφαρμογής

Ο κύριος σκοπός του άνθρακα οπτανθρακοποίησης είναι το βιομηχανικό καύσιμο. Κατά την καύση, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας. Έτσι, η θερμοκρασία ανάφλεξης αυτού του καυσίμου είναι 470ºС. Όμως η καύση δεν είναι ο μόνος τρόπος για να εξαχθούν χρήσιμες ιδιότητες από αυτό το απολίθωμα. Υπάρχουν πολλοί άλλοι τομείς της εθνικής οικονομίας που χρησιμοποιούν αποτελεσματικά άνθρακα οπτανθρακοποίησης. Η χρήση αυτού του φυσικού πόρου σε βιομηχανικές διεργασίες καθιστά δυνατή τη λήψη μολύβδου, μολυβδαινίου, ψευδαργύρου, γερμάνιου, θείου, γάλλιου και άλλων χημικών στοιχείων από αυτό. Τα απόβλητα από τη βιομηχανία άνθρακα έχουν και βιομηχανικές εφαρμογές. Έτσι, μεταποιούνται σε πυρίμαχα υλικά και λειαντικά. Οικοδομικά υλικά παράγονται επίσης από απόβλητα.

Συνολικά, περισσότερες από 300 ποικιλίες προϊόντων παρασκευάζονται από καύσιμο πέτρας. Ο άνθρακας χρησιμοποιείται ως το κύριο υλικό για την παραγωγή δομικών στοιχείων άνθρακα-γραφίτη, οξέων υψηλής περιεκτικότητας σε νιτρικά, τα οποία χρησιμοποιούνται στα λιπάσματα. Οι ουσίες που απελευθερώνονται κατά τη διαδικασία της οπτανθρακοποίησης έχουν αποτελεσματική εφαρμογή. Έτσι, κατά την ξηρή απόσταξη, σχηματίζεται λιθανθρακόπισσα και αμμωνιακό νερό. Είναι επίσης ανακυκλώσιμα.

Επιπλέον, το κοκ παράγει αέρια προϊόντα που περιέχουν βενζόλιο, φαινόλη, αμμωνία και τολουόλιο. Λειτουργούν ως πηγές άλλων ευεργετικών ουσιών.

Παραγωγή άνθρακα οπτανθρακοποίησης στην Ουκρανία

Ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης στην Ουκρανία χρησιμοποιείται κυρίωςμεταλλουργικές επιχειρήσεις. Έτσι, η μεταλλουργία αντιπροσωπεύει περίπου το 90% της συνολικής ζήτησης αυτού του τύπου καυσίμου. Η εξορυκτική βιομηχανία της χώρας προμηθεύει άνθρακα οπτανθρακοποίησης στην εγχώρια αγορά μόνο κατά 60%. Το υπόλοιπο 40% του άνθρακα που καταναλώνεται εισάγεται. Ο κύριος προμηθευτής άνθρακα οπτανθρακοποίησης στην Ουκρανία είναι η Ρωσία.

Τα τελευταία χρόνια, η χώρα έχει δει αύξηση της ζήτησης για ξένες πρώτες ύλες. Αυτό οφείλεται στη μείωση της εγχώριας παραγωγής. Επίσης, η ζήτηση για εγχώριες πρώτες ύλες μειώνεται λόγω της μείωσης της ποιότητάς τους, καθώς τα μεταλλουργικά εργοστάσια δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν άνθρακα με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο.

Στην Ουκρανία, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης εξορύσσεται στις λεκάνες: Ντόνετσκ, Lvov-Volyn, Δνείπερος. Η μεγαλύτερη ποσότητα αποθεμάτων άνθρακα συγκεντρώνεται στις περιοχές Ντόνετσκ, Λουχάνσκ και Ντνεπροπετρόβσκ. Αυτή τη στιγμή, λόγω πολιτικής αστάθειας, η παραγωγή άνθρακα οπτανθρακοποίησης στην ανατολική Ουκρανία έχει ανασταλεί.

εξόρυξη άνθρακα στη Ρωσία

Στη Ρωσία υπάρχουν μεγάλα κοιτάσματα άνθρακα. Σύμφωνα με τα στοιχεία, η χώρα κατέχει μία από τις πρώτες θέσεις στον κόσμο όσον αφορά τα αποθέματα άνθρακα. Πάνω από το 67% αυτών είναι λιθάνθρακες. Από αυτούς, το 10% είναι άνθρακας οπτανθρακοποίησης.

Στη Ρωσία, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης εξορύσσεται στις λεκάνες: Kuznetsk, Pechora, Yuzhno-Yakutsk, Donetsk και Kizelovsk. Οι δύο πρώτες λεκάνες παράγουν τον περισσότερο άνθρακα.

Τα αποθέματα άνθρακα οπτανθρακοποίησης στη Ρωσική Ομοσπονδία ανέρχονται σε 47,3 δισεκατομμύρια τόνους. Ωστόσο, μόνο ένα μικρό μέρος είναι χρησιμοποιήσιμο. ΣΤΟΤα τελευταία χρόνια, η παραγωγή άνθρακα οπτανθρακοποίησης στη Ρωσία ήταν στα επίπεδα των 70 εκατομμυρίων τόνων ετησίως. Αυτό είναι αρκετό για να εφοδιάσει τις βιομηχανικές επιχειρήσεις της χώρας με πρώτες ύλες.

Ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης στη Ρωσία εξορύσσεται με σταθερό ρυθμό. Αύξηση της παραγωγής άνθρακα θα σημειωθεί σε περίπτωση αύξησης της ζήτησης για αυτό το είδος πρώτης ύλης, λόγω της ανάπτυξης των μεταλλουργικών και συναφών τομέων της ρωσικής οικονομίας.

Προοπτικές για την αγορά άνθρακα οπτανθρακοποίησης

Τα επόμενα χρόνια, η ρωσική βιομηχανία άνθρακα περιμένει αλλαγές. Βασικοί τομείς ανάπτυξης της βιομηχανίας θα αφορούν το κάθετο σύστημα παραγωγής άνθρακα. Έτσι, η κρατική πολιτική προβλέπει τη δημιουργία ενεργειακών εγκαταστάσεων μικρής και μεσαίας δυναμικότητας με βάση τα ανθρακωρυχεία. Σχεδιάζεται επίσης η εγκατάσταση εξοπλισμού σε επιχειρήσεις εξόρυξης άνθρακα που επιτρέπει την επεξεργασία του άνθρακα σε συνθετικά καύσιμα φιλικά προς το περιβάλλον.

Όσον αφορά τους όγκους πωλήσεων, η ζήτηση για άνθρακα οπτανθρακοποίησης στη Ρωσία θα αυξηθεί. Το γεγονός είναι ότι εκτός από τα χαλυβουργεία, η μη σιδηρούχα μεταλλουργία και πολλές άλλες βιομηχανίες χρησιμοποιούν οπτάνθρακα. Άρα, για την παραγωγή 1 τόνου χυτοσιδήρου χρειάζονται περίπου 0,4 τόνοι οπτάνθρακα. Και εναλλακτικές τεχνολογίες που επιτρέπουν την αντικατάστασή του με έναν πιο κερδοφόρο πόρο χρησιμοποιούνται σε περιορισμένο βαθμό.

Τάσεις στην παγκόσμια αγορά άνθρακα οπτανθρακοποίησης

Σήμερα, πολλές εταιρείες άνθρακα όλων των χωρών βιώνουν μια κρίση χαμηλότερων τιμών για τον άνθρακα οπτανθρακοποίησης. Αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται από τα κράτη που προμηθεύουν οπτάνθρακα σε υπερβολικές ποσότητες. Επίσης, η επιθυμία των αγοραστών να μειώσουν το κόστος έχει μεγάλη επιρροή στις τιμές. Μια άλλη δυσμενής κατάσταση προκύπτει από την επιθυμία των παραγωγών χάλυβα να μειώσουν το κόστος παραγωγής. Στην Ευρώπη και την Κίνα, η ζήτηση για άνθρακα οπτανθρακοποίησης συνεχίζει να αυξάνεται, αλλά αυτό είναι εις βάρος των προϊόντων ανώτερης ποιότητας. Αλλά γενικά, ο όγκος των αγορών πρώτων υλών στην παγκόσμια αγορά μειώνεται.

Σταθεροποιήθηκε ελαφρώς η κατάσταση με τις ενεργειακές πρώτες ύλες στην αγορά των ΗΠΑ. Όμως η τιμή του συνεχίζει να μειώνεται λόγω της χαμηλότερης ζήτησης για χάλυβα. Ως αποτέλεσμα, η παραγωγή άνθρακα οπτανθρακοποίησης στις ΗΠΑ και την Ευρώπη μπορεί να μειωθεί.

Αλλά οι ειδικοί προβλέπουν αύξηση των εισαγωγών ενεργειακών πρώτων υλών στην Ινδία. Όσον αφορά τις εισαγωγές άνθρακα οπτανθρακοποίησης, αυτή η χώρα κατέχει την τρίτη θέση στον κόσμο.

Τιμή πρώτων υλών

Το δεύτερο τρίμηνο του 2015 σημειώνεται μείωση στις τιμές του άνθρακα οπτανθρακοποίησης. Οι μεγάλες παγκόσμιες εταιρείες προσφέρουν πρώτες ύλες σε τιμή 5-10% χαμηλότερη σε σύγκριση με το πρώτο τρίμηνο. Έτσι, η νοτιοαφρικανική εταιρεία Anglo American πρόσφερε στην Ιαπωνία τον υψηλότερης ποιότητας άνθρακα οπτανθρακοποίησης με 116 $ ανά 1 τόνο. Η μέση τιμή για 1 τόνο άνθρακα οπτανθρακοποίησης είναι 117 $.