Qu'est-ce que le charbon à coke et où est-il utilisé ?

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'augmentation des prix du pétrole et la recherche de sources d'énergie alternatives ont non seulement conduit au développement de nouvelles technologies, mais ont également attiré l'attention sur une autre matière première non moins utile: le charbon. Le plus important pour l'industrie est le charbon à coke. Quelle est sa valeur et où il est extrait est décrit dans cet article.

Qu'est-ce que le charbon à coke

Il s'agit de houille, à partir de laquelle du coke d'une certaine force et taille est obtenu dans des conditions de cokéfaction. Il est d'une grande valeur pour l'industrie et est en demande active dans de nombreuses industries. Ainsi, le charbon à coke est utilisé comme combustible principal dans la production d'acier et d'énergie.

Les charbons à coke diffèrent des autres charbons bitumineux par leur capacité à passer à l'état plastique et à fritter lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées sans oxygène.

Composition du charbon à coke

Le charbon à coke sous forme concentrée et non enrichie se caractérise par une faible teneur en cendres (moins de 10%), une faible teneur en composants volatils (de 15 à 37%) et en soufre(moins de 3,5%). Par rapport aux autres types de charbon, les charbons à coke ont une température de combustion élevée et se caractérisent par une plus faible teneur en impuretés. Le rapport des substances constitutives dans différents gisements de charbon peut varier légèrement. Ceci est très important à prendre en compte dans le processus de sa cokéfaction. Ainsi, avant de traiter le charbon, sa composition, sa capacité de cokéfaction, sa capacité de prise en masse et d'autres indicateurs sont nécessairement déterminés. Sur le territoire de l'espace post-soviétique, les types de charbon suivants sont utilisés pour la cokéfaction:

• K - coca.
• F - gras.
• G - gaz.
• OS - frittage maigre.
• SS - fortement agglomérant.

Cokéfaction

La cokéfaction est le processus technologique de conversion du charbon en coke. Il se compose de plusieurs étapes. Au premier stade, le charbon est préparé pour la cokéfaction. Le charbon extrait est broyé et des mélanges spéciaux sont formés - charge. La prochaine étape est la cokéfaction. Il se déroule dans des chambres spéciales d'un four à coke utilisant un chauffage au gaz. Le mélange préparé est placé dans le four pendant 15 heures, où pendant tout ce temps la température est portée à 1000ºС. Le résultat de ce processus est un "gâteau au coke".

La technologie de cokéfaction a radicalement changé tout au long du XXe siècle, permettant le développement de nouveaux gisements de charbon.

Selon les estimations, environ 10 % de la production mondiale de houille est cokéfiée. Ce fait confirme la forte demande de l'industrie en cokéfactioncharbons.

Quelle est la différence entre le charbon à coke et le charbon thermique

La plus grande valeur pour l'industrie est fournie par le charbon à coke, qui est utilisé comme combustible de procédé dans de nombreux secteurs industriels de l'économie nationale. Par exemple, pour la fonte du fer. La principale caractéristique qui distingue le charbon à coke du charbon de puissance est la présence d'un vitren. Il s'agit de la cendre du charbon, qui se forme à la suite de la décomposition des plantes en l'absence d'oxygène. Les propriétés du vitren consistent en sa capacité à fondre et à fritter sous l'influence d'une température élevée. Ainsi, les microparticules de charbon s'agglutinent en une masse dense. Plus la concentration de vitren est élevée, plus la qualité de la cokéfaction de ce charbon est élevée.

La plus grande quantité de substances fusibles est contenue dans ces qualités de charbon: coke, gaz, gras, maigre et gras de coke.

Grades de charbon

Dans la nature, il existe de nombreuses variétés de charbon, qui diffèrent par leur composition technique, leurs performances de frittage et leurs composants volatils. Seules quelques qualités de charbon conviennent à la cokéfaction. Mais tous ne conviennent pas au frittage sous leur forme pure. Parfois, certains composants doivent être ajoutés. Ainsi, il existe les qualités suivantes de charbon à coke:

1. K - coca. Lors de la cokéfaction de cette marque de charbon sous sa forme pure, on obtient du coke métallurgique standard. Pour obtenir le charbon de la plus haute qualité, d'autres grades sont ajoutés - gras ougaz.
2. KZh - graisse de coke. Il a la meilleure capacité de cokéfaction, il est principalement utilisé pour produire du coke sans ajouter d'autres qualités de charbon. La composition du charbon gras à coke contient jusqu'à 30% de composants volatils. Réflexion Vitren - 1,3%. L'épaisseur de la couche de plastique est de 18 mm. Sans changer la qualité du coke, il est permis d'ajouter jusqu'à 20% de CS, OS et KO à cette marque.
3. KO - coke maigre. L'épaisseur de la couche est de 10-12 mm, la réflexion vitren est jusqu'à 1%. En règle générale, cette marque n'est pas utilisée séparément, mais uniquement en combinaison avec le charbon ZhK et GZh.
4. KSN – coke peu agglutinant à faible métamorphose. Lors du frittage, ce type de charbon produit un coke lavable à faible résistance, il est donc principalement utilisé pour le frittage avec d'autres qualités ou pour produire du gaz de synthèse.
5. KS – coke peu agglutinant. L'épaisseur de la couche de plastique peut atteindre 9 mm. Caractérisé par un faible frittage. Le charbon de qualité KS est utilisé par les cokeries comme composant maigre. Il est également utilisé dans certaines zones de production pour la combustion en couches.
6. GK – cokéfaction de gaz. Lors de la cokéfaction, on obtient un coke bien fondu, mais de faible résistance mécanique. Le produit fritté est facilement divisé en petits morceaux. Habituellement, le charbon à gaz est utilisé en mélange avec d'autres charbons à coke.

Les qualités suivantes de charbon à coke sont considérées comme les meilleures pour le frittage: gras, légèrement agglutinant, gazeux, frittage pauvre et coke sous sa forme pure. Ils contiennent le moins d'impuretés, et ils ont un hautplasticité.

Domaines d'application

Le principal objectif du charbon à coke est le combustible industriel. Lors de la combustion, le charbon à coke libère une grande quantité d'énergie calorifique. Ainsi, la température d'inflammation de ce carburant est de 470ºС. Mais la combustion n'est pas le seul moyen d'extraire des propriétés utiles de ce fossile. De nombreux autres secteurs de l'économie nationale utilisent efficacement le charbon à coke. L'utilisation de cette ressource naturelle dans des procédés industriels permet d'en extraire du plomb, du molybdène, du zinc, du germanium, du soufre, du gallium et d'autres éléments chimiques. Les déchets de l'industrie du charbon ont également des applications industrielles. Ainsi, ils sont transformés en matériaux réfractaires et abrasifs. Les matériaux de construction sont également produits à partir de déchets.

Au total, plus de 300 variétés de produits sont fabriquées à partir de pierre combustible. Le charbon est utilisé comme matériau principal pour la production d'éléments structuraux en carbone-graphite, des acides nitriques élevés, qui sont utilisés dans les engrais. Les substances qui sont libérées pendant le processus de cokéfaction ont une application efficace. Ainsi, lors de la distillation sèche, du goudron de houille et de l'eau ammoniacale se forment. Ils sont également recyclables.

De plus, la cokéfaction produit des produits gazeux contenant du benzène, du phénol, de l'ammoniac et du toluène. Ils servent de sources d'autres substances bénéfiques.

Production de charbon à coke en Ukraine

Le charbon à coke en Ukraine est principalement utiliséentreprises métallurgiques. Ainsi, la métallurgie représente environ 90 % de la demande totale pour ce type de combustible. L'industrie extractive du pays fournit du charbon à coke au marché intérieur à seulement 60 %. Les 40 % restants du charbon consommé sont importés. Le principal fournisseur de charbon à coke de l'Ukraine est la Russie.

Ces dernières années, le pays a connu une augmentation de la demande de matières premières étrangères. Cela est dû à la baisse de la production nationale. De plus, la demande de matières premières nationales diminue en raison d'une baisse de sa qualité, car les usines métallurgiques ne peuvent pas utiliser de charbon à haute teneur en soufre.

En Ukraine, le charbon à coke est extrait dans les bassins: Donetsk, Lvov-Volyn, Dniepr. La plus grande quantité de réserves de charbon est concentrée dans les régions de Donetsk, Luhansk et Dnepropetrovsk. À l'heure actuelle, en raison de l'instabilité politique, la production de charbon à coke dans l'est de l'Ukraine a été suspendue.

L'extraction du charbon en Russie

En Russie, il existe d'importants gisements de charbon. Selon les chiffres, le pays occupe l'une des premières places au monde en termes de réserves de charbon. Plus de 67% d'entre eux sont de la houille. Parmi ceux-ci, 10 % sont des charbons à coke.

En Russie, le charbon à coke est extrait dans les bassins: Kuznetsk, Pechora, Yuzhno-Iakoutsk, Donetsk et Kizelovsk. Les deux premiers bassins produisent le plus de charbon.

Les réserves de charbon à coke de la Fédération de Russie s'élèvent à 47,3 milliards de tonnes. Cependant, seule une petite partie est utilisable. ÀCes dernières années, la production de charbon à coke en Russie s'est élevée à 70 millions de tonnes par an. C'est suffisant pour approvisionner les entreprises industrielles du pays en matières premières.

Le charbon à coke en Russie est extrait à un rythme stable. Une augmentation de la production de charbon aura lieu en cas d'augmentation de la demande pour ce type de matière première, en raison du développement des secteurs métallurgiques et connexes de l'économie russe.

Perspectives du marché du charbon à coke

Dans les années à venir, l'industrie charbonnière russe attend des changements. Les principaux domaines de développement de l'industrie seront liés au système vertical de production de charbon. Ainsi, la politique de l'État prévoit la création d'installations énergétiques de petite et moyenne capacité sur la base des mines de charbon. Il est également prévu d'installer des équipements dans les entreprises minières permettant de transformer le charbon en combustibles synthétiques respectueux de l'environnement.

En termes de volumes de ventes, la demande de charbon à coke en Russie va augmenter. Le fait est qu'en plus des aciéries, la métallurgie des métaux non ferreux et de nombreuses autres industries utilisent du coke. Ainsi, pour la production d'une tonne de fonte brute, il faut environ 0,4 tonne de coke. Et les technologies alternatives qui permettent de la remplacer par une ressource plus rentable sont utilisées dans une mesure limitée.

Tendances du marché mondial du charbon à coke

Aujourd'hui, de nombreuses entreprises charbonnières de tous les pays connaissent une crise de baisse des prix du charbon à coke. Ce problème est exacerbé par les États qui fournissent du coke en quantités excessives. De plus, le désir des acheteurs de réduire les coûts a une grande influence sur les prix. Une autre situation défavorable découle de la volonté des producteurs d'acier de réduire les coûts de production. En Europe et en Chine, la demande de charbon à coke continue de croître, mais cela se fait au détriment des produits haut de gamme. Mais en général, le volume des achats de matières premières sur le marché mondial est en baisse.

Légèrement stabilisé la situation des matières premières énergétiques sur le marché américain. Mais le prix de celui-ci continue de baisser en raison de la baisse de la demande d'acier. En conséquence, la production de charbon à coke aux États-Unis et en Europe pourrait être réduite.

Mais les experts prédisent une augmentation des importations de matières premières énergétiques en Inde. En termes d'importations de charbon à coke, ce pays se classe au troisième rang mondial.

Prix des matières premières

Au deuxième trimestre de 2015, il y a une baisse des prix du charbon à coke. Les grandes entreprises mondiales proposent des matières premières à un prix inférieur de 5 à 10 % par rapport au premier trimestre. Ainsi, la société sud-africaine Anglo American a offert au Japon le charbon à coke de la plus haute qualité à 116 dollars la tonne. Le prix moyen d'une tonne de charbon à coke est de 117 $.