Какво са коксуващи се въглища и къде се използват

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Увеличаването на цените на петрола и търсенето на алтернативни енергийни източници не само доведоха до разработването на нови технологии, но привлече вниманието към друга, не по-малко полезна суровина - въглищата. Най-важните за индустрията са коксуващите се въглища. Каква е неговата стойност и къде се добива е описано в тази статия.

Какво са коксуващи се въглища

Това са каменни въглища, от които се получава кокс с определена сила и размер при условия на коксуване. Той е от голяма стойност за индустрията и е в активно търсене в много индустрии. По този начин коксуващите се въглища се използват като основно гориво в производството на стомана и енергия.

Коксуващи се въглища се различават от другите битуминозни въглища по способността си да преминават в пластично състояние и да се синтерират, когато са изложени на високи температури без кислород.

Състав на коксуващи се въглища

Коксуващи се въглища в концентрирана и необогатена форма се характеризират с ниско съдържание на пепел (по-малко от 10%), ниско съдържание на летливи компоненти (от 15 до 37%) и сяра(по-малко от 3,5%). В сравнение с други видове въглища, коксуващите се въглища имат висока температура на горене и се характеризират с по-ниско съдържание на примеси. Съотношението на съставните вещества в различните находища на въглища може леко да варира. Това е много важно да се вземе предвид в процеса на неговото коксуване. Така че, преди преработката на въглища, задължително се определя неговият състав, капацитет за коксуване, капацитет за спичане и други показатели. На територията на постсъветското пространство за коксуване се използват следните видове въглища:

• K - кока-кола.
• F - мазнини.
• G - газ.
• OS - постно синтероване.
• SS - силно спичане.

Процес на коксене

Коксуването е технологичен процес на превръщане на въглища в кокс. Състои се от няколко етапа. На първия етап въглищата се подготвят за коксуване. Добитите въглища се раздробяват и се образуват специални смеси – шихта. Следващата стъпка е коксуването. Провежда се в специални камери на коксова пещ с помощта на газово отопление. Приготвената смес се поставя в пещта за 15 часа, където през цялото това време температурата се повишава до 1000ºС. Резултатът от този процес е „торта с кока-кола“.

Технологията за коксоване се промени драстично през ХХ век, позволявайки разработването на нови находища на въглища.

Според оценки, около 10% от световното производство на каменни въглища е коксуване. Този факт потвърждава голямото търсене на кокс в индустриятавъглища.

Каква е разликата между коксуващи се и термични въглища

Най-голяма стойност за индустрията имат коксуващите се въглища, които се използват като технологично гориво в много промишлени сектори на националната икономика. Например за топене на желязо. Основната характеристика, която отличава коксуващите се въглища от енергийните въглища, е наличието на витрен. Това е пепелният компонент на въглищата, който се образува в резултат на разлагането на растенията при липса на кислород. Свойствата на витрена се състоят в способността да се топи и синтерова под въздействието на висока температура. Така микрочастиците на въглищата се слепват в една плътна маса. Колкото по-голяма е концентрацията на витрен, толкова по-високо е качеството на коксуването на такива въглища.

Най-голямо количество топими вещества се съдържат в такива категории въглища: кокс, газ, мазни, постно спичащи се и коксови мазнини.

Качество на въглища

В природата има много разновидности на въглища, които се различават по технически състав, синтероване и летливи компоненти. Само няколко класа въглища са подходящи за коксуване. Но не всички от тях са подходящи за синтероване в чиста форма. Понякога трябва да се добавят някои компоненти. И така, има следните категории коксуващи се въглища:

1. K - кокс. При коксуване на тази марка въглища в чист вид се получава стандартен металургичен кокс. За получаване на най-висококачествени въглища се добавят и други марки - удебелен илигаз.
2. KZh - коксова мазнина. Той има най-добрата способност за коксуване, използва се главно за производство на кокс без добавяне на други видове въглища. Съставът на коксуващите се въглища съдържа до 30% летливи компоненти. Витрен отражение - 1,3%. Дебелината на пластмасовия слой е 18 мм. Без да се променя качеството на кокса, е позволено да се добавят до 20% от CS, OS и KO към тази марка.
3. KO - постно кокс. Дебелината на слоя е 10-12 мм, витренното отражение е до 1%. По правило тази марка не се използва отделно, а само в комбинация с въглища ZhK и GZh.
4. KSN – кокс с ниска степен на спичане и ниска метаморфоза. По време на синтероването този вид въглища произвежда миещ се кокс с ниска якост, така че се използва главно за синтероване с други марки или за производство на синтез-газ.
5. KS – кокс с ниска степен на спичане. Дебелината на пластмасовия слой е до 9 мм. Характеризира се с ниско синтероване. Въглищата клас KS се използват от коксовите предприятия като постен компонент. Използва се и в някои области на производството за послойно изгаряне.
6. GK – газово коксуване. При коксуване се получава добре разтопен кокс, но с ниска механична якост. Синтерованият продукт лесно се разделя на малки парчета. Обикновено газовите въглища се използват в смеси с други коксуващи се въглища.

Следните класове коксуващи се въглища се считат за най-добри за синтероване: мастни, леко слепващи, газови, постно синтеровани и кокс в чиста форма. Те съдържат най-малко количество примеси и имат високопластичност.

Области на приложение

Основната цел на коксуващите се въглища е промишленото гориво. По време на горенето коксуващите се въглища отделят голямо количество топлинна енергия. Така че температурата на запалване на това гориво е 470ºС. Но изгарянето не е единственият начин за извличане на полезни свойства от тази вкаменелост. Има много други сектори на националната икономика, които ефективно използват коксуващи се въглища. Използването на този природен ресурс в промишлените процеси дава възможност да се получат от него олово, молибден, цинк, германий, сяра, галий и други химични елементи. Отпадъците от въгледобивната промишленост също имат промишлено приложение. И така, те се обработват в огнеупорни материали и абразиви. Строителните материали също се произвеждат от отпадъци.

Общо повече от 300 разновидности на продукти се произвеждат от каменно гориво. Въглищата се използват като основен материал за производството на въглеродно-графитни структурни елементи, високо-азотни киселини, които се използват в торове. Веществата, които се отделят по време на процеса на коксуване, имат ефективно приложение. Така по време на суха дестилация се образуват каменовъглен катран и амонячна вода. Те също се рециклират.

В допълнение, коксуването произвежда газообразни продукти, които съдържат бензол, фенол, амоняк и толуен. Те служат като източници на други полезни вещества.

Производство на коксуващи въглища в Украйна

Коксуващи се въглища в Украйна се използват основнометалургични предприятия. Така металургията представлява около 90% от общото търсене на този вид гориво. Добивната индустрия на страната доставя коксуващи въглища на вътрешния пазар само с 60%. Останалите 40% от консумираните въглища са вносни. Основният доставчик на коксуващи въглища за Украйна е Русия.

През последните години в страната се наблюдава увеличение на търсенето на чуждестранни суровини. Това се дължи на спада на вътрешното производство. Също така, търсенето на местни суровини намалява поради влошаване на качеството им, тъй като металургичните заводи не могат да използват въглища с високо съдържание на сяра.

В Украйна коксуващите се въглища се добиват в басейните: Донецк, Лвов-Волин, Днепър. Най-голямото количество запаси от въглища е съсредоточено в Донецк, Луганск и Днепропетровск. В момента, поради политическа нестабилност, производството на коксуващи въглища в Източна Украйна е спряно.

Въгледобив в Русия

В Русия има големи находища на въглища. Според данните страната заема едно от първите места в света по запаси от въглища. Повече от 67% от тях са каменни въглища. От тях 10% са коксуващи се въглища.

В Русия коксуващите се въглища се добиват в басейните: Кузнецк, Печорски, Южно-Якутск, Донецк и Кизеловск. Първите два басейна произвеждат най-много въглища.

Запасите от коксуващи въглища в Руската федерация възлизат на 47,3 милиарда тона. Въпреки това, само малка част е използваема. ATПрез последните години производството на коксуващи се въглища в Русия е на ниво от 70 милиона тона годишно. Това е достатъчно, за да осигури на индустриалните предприятия на страната суровини.

Коксуващите се въглища в Русия се добиват със стабилни темпове. Увеличение на производството на въглища ще се случи в случай на увеличаване на търсенето на този вид суровина, поради развитието на металургичния и свързаните с него сектори на руската икономика.

Перспективи за пазара на коксуващи въглища

През следващите години руската въгледобивна индустрия чака промени. Основните области на развитие на индустрията ще бъдат свързани с вертикалната система на добив на въглища. Така държавната политика предвижда създаването на енергийни съоръжения с малък и среден капацитет на базата на въглищни мини. Предвижда се също така да се инсталира оборудване във въгледобивните предприятия, което позволява преработването на въглища в екологично чисти синтетични горива.

По отношение на обема на продажбите, търсенето на коксуващи въглища в Русия ще расте. Факт е, че в допълнение към стоманодобивните заводи, цветната металургия и много други индустрии използват кокс. Така че за производството на 1 тон чугун са необходими около 0,4 тона кокс. А алтернативни технологии, които позволяват той да бъде заменен с по-доходоносен ресурс, се използват в ограничена степен.

Тенденции на световния пазар на коксуващи въглища

Днес много въглищни компании от всички страни преживяват криза на по-ниските цени на коксуващите се въглища. Този проблем се задълбочава от държавите, които доставят кокс в излишни количества. Също така, желанието на купувачите да намалят разходите оказва голямо влияние върху цените. Друга неблагоприятна ситуация възниква от желанието на производителите на стомана да намалят производствените разходи. В Европа и Китай търсенето на коксуващи въглища продължава да расте, но това е за сметка на продуктите от по-висок клас. Но като цяло обемът на покупките на суровини на световния пазар намалява.

Леко стабилизира ситуацията с енергийните суровини на американския пазар. Но цената му продължава да пада поради по-ниското търсене на стомана. В резултат на това производството на коксуващи въглища в САЩ и Европа може да бъде намалено.

Но експертите прогнозират увеличение на вноса на енергийни суровини в Индия. По внос на коксуващи се въглища тази страна се нарежда на трето място в света.

Цена на суровините

През второто тримесечие на 2015 г. има спад в цените на коксуващите се въглища. Големите световни компании предлагат суровини на цена, която е с 5-10% по-ниска в сравнение с първото тримесечие. Така южноафриканската компания Anglo American предложи на Япония най-висококачествените коксуващи се въглища по 116 долара за 1 тон. Средната цена за 1 тон коксуващи се въглища е $117.