زغال کک چیست؟ + فرآیند تولید زغال

زغال کک چیست

زغال کک سوختی است که در فرآیند فولادسازی مورد استفاده قرار می گیرد که از گرم کردن زغال سنگ در غیاب هوا ایجاد می شود. در واقع کک یک سوخت خاکستری، سخت و متخلخل بر پایه زغال سنگ با محتوای کربن بالا و ناخالصی های کمی است که از گرم کردن زغال سنگ یا نفت در غیاب هوا – یک فرآیند تقطیر مخرب – ساخته می شود. این یک محصول صنعتی مهم است که عمدتاً در ذوب سنگ آهن استفاده می شود، اما همچنین به عنوان سوخت در اجاق گازها و آهنگرها، هنگامی که آلودگی هوا نگران کننده است استفاده می شود.

جهت اطلاع از قیمت لوله گالوانیزه کلیک نمایید.

اصطلاح نامشخص “کک” معمولاً به محصولی اطلاق می شود که از زغال سنگ قیری کم خاکستر و کم گوگرد توسط فرآیندی به نام کک سازی به دست می آید. محصول مشابهی به نام پترولیوم کک یا پت کک از نفت خام در پالایشگاه های نفت به دست می آید. کک نیز ممکن است به طور طبیعی توسط فرآیندهای زمین شناسی تشکیل شود.

کوره های زغال کک صنعتی

تولید صنعتی کک از زغال سنگ کک سازی نامیده می شود. زغال سنگ در یک کوره بدون هوا، یک “کوره کک” یا “کوره کک سازی”، در دمای بالای 2000 درجه سانتیگراد (3600 درجه فارنهایت) اما معمولاً در حدود 1000-1100 درجه سانتیگراد (1800-2000 درجه فارنهایت) پخته می شود. 20] این فرآیند مواد آلی موجود در زغال سنگ را تبخیر یا تجزیه می کند و محصولات فرار و مایع از جمله آب مانند گاز زغال سنگ و قطران زغال سنگ را از بین می برد. زغال کک باقیمانده غیرفرار تجزیه، بقایای کربن و معدنی ذرات اصلی زغال سنگ به شکل یک جامد سخت و تا حدودی شیشه‌ای است.

جهت اطلاع از قیمت ورق مبارکه کلیک نمایید.

محصولات جانبی اضافی کک سازی عبارتند از: قطران ذغال سنگ، آمونیاک (NH3)، سولفید هیدروژن (H2S)، پیریدین، سیانید هیدروژن و مواد مبتنی بر کربن. برخی از تأسیسات دارای کوره‌های کک‌سازی «محصول جانبی» هستند که در آن‌ها محصولات تجزیه فرار جمع ‌آوری، خالص ‌سازی و برای استفاده در صنایع دیگر، به عنوان سوخت یا مواد اولیه شیمیایی، جدا می‌شوند. در غیر این صورت، محصولات فرّار برای گرم کردن کوره‌ های کک‌ سازی سوزانده می‌شوند. این روش قدیمی ‌تر است، اما هنوز برای ساخت‌ و ساز های جدید استفاده می‌شود.

منابع زغال سنگ

زغال سنگ قیر باید مجموعه ای از معیارها را برای استفاده به عنوان زغال سنگ کک، که توسط تکنیک های سنجش زغال سنگ مشخص می شود، برآورده کند. اینها شامل رطوبت، محتوای خاکستر، محتوای گوگرد، محتوای فرار، قطران و شکل پذیری است. هدف این اختلاط تولید کک با استحکام مناسب (به طور کلی با قدرت کک پس از واکنش اندازه‌گیری می‌شود)، در حالی که مقدار مناسبی از جرم را از دست می‌دهد. سایر ملاحظات ترکیب شامل اطمینان از این است که کک در طول تولید بیش از حد متورم نمی شود و کوره کک را از طریق فشار زیاد دیواره از بین نمی برد.

جهت اطلاع از قیمت ورق استیل 304 کلیک نمایید.

هر چه میزان مواد فرار در زغال سنگ بیشتر باشد، محصول جانبی بیشتری می تواند تولید شود. به طور کلی در نظر گرفته می شود که سطوح 26-29٪ از مواد فرار در مخلوط زغال سنگ برای اهداف کک سازی مناسب است. بنابراین انواع مختلف زغال سنگ به طور متناسب با هم مخلوط می شوند تا قبل از شروع فرآیند کک سازی به سطوح قابل قبولی از فرار برسند. اگر طیف انواع زغال سنگ بسیار زیاد باشد،

کک حاصل از استحکام و محتوای خاکستر بسیار متفاوت است و معمولاً غیرقابل فروش است، اگرچه در برخی موارد ممکن است به عنوان یک سوخت گرمایشی معمولی فروخته شود. از آنجایی که کک ماده فرار خود را از دست داده است، نمی توان آن را دوباره کک کرد.

زغال سنگ کک با زغال سنگ حرارتی متفاوت است، اما از همان فرآیند اولیه تشکیل زغال سنگ ناشی می شود. زغال سنگ کک دار دارای ماسرال های متفاوتی از زغال سنگ حرارتی است، یعنی اشکال مختلف ماده رویشی فشرده و فسیل شده که زغال سنگ را تشکیل می دهد. ماسرال های مختلف از مخلوط های مختلف گونه های گیاهی و تغییرات شرایطی که در آن زغال سنگ تشکیل شده است، به وجود می آیند. زغال سنگ کک پس از سوزاندن بر اساس درصد خاکستر به وزن آن درجه بندی می شود.

فرآیند تولید زغال کک

تولید کک نگرانی های قابل توجهی را در مورد آلودگی هوا و اثرات زیست محیطی ایجاد می کند. با این حال، به دست آوردن اطلاعات خاص در مورد فرآیند تولید کک و اثرات آن می تواند چالش برانگیز باشد.

تقطیر حرارتی

کک با حرارت دادن زغال سنگ در دماهای بالا برای مدت طولانی تولید می شود، فرآیندی که به عنوان “تقطیر حرارتی” یا “کک سازی” شناخته می شود. در کوره های بلندی که برای تولید کک استفاده می شود، زغال سنگ معمولاً به مدت 15 تا 18 ساعت در معرض تقطیر حرارتی قرار می گیرد، اما این فرآیند ممکن است تا 36 ساعت ادامه یابد. دمای کوره بین 900 تا 1100 درجه سانتیگراد (1650 تا 2000 درجه فارنهایت) متغیر است.

پردازش مواد خام

جهت اطلاع از قیمت هاش سبک کلیک نمایید.

مرحله اولیه در تولید کک شامل تحویل زغال سنگ به تاسیسات کوره کک است که معمولاً از طریق راه آهن انجام می شود. مرحله دوم، فرآوری ماده خام، زغال سنگ، به شکل مناسب برای باتری کوره کک است. دستیابی به فرم مورد نیاز شامل خرد کردن زغال سنگ به پودر در سنگ شکن و در صورت لزوم مخلوط کردن آن با آب و روغن برای کنترل چگالی است.

شارژ کردن کوره های زغال کک

سپس مخلوط پودر زغال سنگ وارد کوره های کک می شود یا با استفاده از دستگاه شارژ “شارژ” می شود. این ماشین، شبیه به واگن ریلی، در امتداد مسیری که بالای باتری کوره کک قرار دارد حرکت می کند. هر فر دارای یک “سوراخ شارژ” است، دری که وقتی دستگاه شارژ روی آن قرار می گیرد تا ذغال پودر شده شارژ شود، باز می شود.

تراز کردن و فرآیند شارژ

پس از اینکه دستگاه شارژ زغال سنگ را به کوره کک وارد کرد، یک بازوی تسطیح فعال می شود تا توده زغال سنگ داخل کوره یکنواخت شود. برای اجازه دسترسی به دستگاه تراز، یک “درب چک” باید باز شود. این فرآیند تراز کردن تضمین می کند که گاز کوره کک (COG) تولید شده توسط فرآیند گرمایش به آرامی از طریق سیستم تخلیه باتری کوره کک جریان می یابد.

آب بندی و بارگیری

جهت اطلاع از قیمت ورق mo40 کلیک نمایید.

هنگامی که تراز کردن کامل شد، سوراخ شارژ هر فر از طریق فرآیندی به نام “لوتینگ” مهر و موم می شود. این شامل ریختن مخلوط پودر خاک رس مرطوب در اطراف لبه های هر پورت شارژ است. این خاک رس به جلوگیری از نشت (انتشار گازهای گلخانه ای) از درهای سوراخ شارژ در طول فرآیند کک کردن کمک می کند.

خاموش کردن و خرد کردن

تقطیر حرارتی باید قبل از خروج کک از اجاق ها کامل شود، فرآیندی که به عنوان “کوئنچ” شناخته می شود. اگر کک قبل از اتمام تقطیر حرارتی از کوره ها خارج شود، منجر به “کک سبز” می شود که انتشار گازهای بنزن و HAP بیشتری تولید می کند. کوئنچ شامل ماشینی است که به عنوان “کوئنچ ماشین” شناخته می شود، کک را به بیرون از کوره هدایت می کند. ماشین کوئنچ کک را به داخل واگن راه آهن هدایت می کند که به آن “برج کوئنچ” می گویند.

جهت اطلاع از قیمت تیرآهن ۱۴ یزد کلیک نمایید.

برج کوئنچ کک خاموش شده را به سیستم خرد کردن و غربالگری منتقل می کند. این سیستم زغال کک را به اندازه مناسب پردازش می کند و آن را برای استفاده در عملیات کوره بلند در کارخانه های تولید فولاد مناسب می کند.

رابطه بین زغال کک و ساخت ورق های استیل

رابطه بین زغال کک و ساخت ورق‌های فولادی توضیح داده می‌شود:

1. منبع اصلی کربن: زغال کک به عنوان یک منبع اصلی کربن در فرآیند تولید ورق استیل استفاده می‌شود. در کوره‌های القایی، زغال کک به همراه خامه‌های دیگر و خامه زغال‌سنگ به عنوان ماده ذوبی و پروسه اصلی تولید فولاد ورقی عمل می‌کند.
2. کاهش اکسیدهای آهن: زغال کک در کوره‌های القایی علاوه بر ارائه کربن به فرآیند، نقش کلیدی در کاهش اکسیدهای آهن دارد. این کاهش اکسیدهای آهن باعث استخراج آهن از مواد خام و تولید فولاد می‌شود.
3. کاهش مصرف انرژی: زغال کک به دلیل داشتن مقدار کربن بالا و عدم حاوی ذغال سنگ، باعث کاهش مصرف انرژی در فرآیند فولادسازی می‌شود. این ویژگی مهم به عنوان یک مزیت در تولید ورق فولادی محسوب می‌شود.
4. کنترل کربن در فولاد: زغال کک به عنوان یک منبع خالص کربن عمل می‌کند و اجتناب از تزریق ذغال سنگ با مقدار زیادی از کربن محاکمه شده در فرآیند فولادسازی را فراهم می‌کند. این امر به کنترل دقیق‌تر میزان کربن در فولاد کمک می‌کند.
5. تأثیر بر کیفیت ورق فولادی: استفاده از زغال کک در فرآیند فولادسازی بهبودهایی در کیفیت ورق فولادی ایجاد می‌کند. این امر ممکن است به دلیل کاهش آلاینده‌ها و افزایش کنترل در فرآیند ذوب و تصفیه مواد خام باشد.

بنابراین، زغال کک به عنوان یک منبع مهم کربن در فرآیند فولادسازی به کاهش مصرف انرژی، کنترل دقیق‌تر ترکیبات شیمیایی، و بهبود کیفیت ورق فولادی از جمله ورق روغنی، ورق گالوانیزه، ورق سیاه کمک می‌کند.