Co je koksovatelné uhlí a kde se používá

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Nárůst cen ropy a hledání alternativních zdrojů energie vedlo nejen k vývoji nových technologií, ale upozornilo na další, neméně užitečnou surovinu – uhlí. Nejdůležitější pro průmysl je koksovatelné uhlí. Jaká je jeho hodnota a kde se těží, je popsáno v tomto článku.

Co je koksovatelné uhlí

Jedná se o černé uhlí, ze kterého se za podmínek koksování získává koks určité síly a velikosti. Pro průmysl má velkou hodnotu a v mnoha průmyslových odvětvích je aktivní. Koksovatelné uhlí se tedy používá jako hlavní palivo při výrobě oceli a energie.

Koksovatelné uhlí se liší od ostatních bituminózních uhlí svou schopností přejít do plastického stavu a slinovat, když je vystaveno vysokým teplotám bez kyslíku.

Složení koksovatelného uhlí

Koksovatelné uhlí v koncentrované a neobohacené formě se vyznačuje nízkým obsahem popela (méně než 10 %), nízkým obsahem těkavých složek (od 15 do 37 %) a síry(méně než 3,5 %). Koksovatelné uhlí má oproti jiným druhům uhlí vysokou teplotu spalování a vyznačuje se nižším obsahem nečistot. Poměr základních látek v různých uhelných ložiskách se může mírně lišit. To je velmi důležité vzít v úvahu v procesu jeho koksování. Před zpracováním uhlí je tedy nutně stanoveno jeho složení, koksovací kapacita, spékací kapacita a další ukazatele. Na území postsovětského prostoru se ke koksování používají tyto druhy uhlí:

• K - koks.
• F – tuk.
• G – plyn.
• OS – štíhlé slinování.
• SS - vysoce spékavá.

Proces koksování

Koksování je technologický proces přeměny uhlí na koks. Skládá se z několika etap. V první fázi se uhlí připravuje na koksování. Vytěžené uhlí se drtí a tvoří se speciální směsi - vsázka. Dalším krokem je koksování. Probíhá ve speciálních komorách koksárenské pece pomocí plynového ohřevu. Připravená směs se umístí na 15 hodin do pece, kde se po celou dobu teplota zvýší na 1000 °С. Výsledkem tohoto procesu je „koksový koláč“.

Technologie koksování se v průběhu dvacátého století dramaticky změnila a umožnila rozvoj nových ložisek uhlí.

Podle odhadů tvoří asi 10 % světové produkce černého uhlí koksování. Tato skutečnost potvrzuje vysokou poptávku průmyslu po koksováníuhlí.

Jaký je rozdíl mezi koksovatelným a energetickým uhlím

Největší hodnotu pro průmysl má koksovatelné uhlí, které se používá jako technologické palivo v mnoha průmyslových odvětvích národního hospodářství. Například pro tavení železa. Hlavním rysem, který odlišuje koksovatelné uhlí od energetického uhlí, je přítomnost vitrenu. Jedná se o popelovitou složku uhlí, která vzniká v důsledku rozkladu rostlin za nepřítomnosti kyslíku. Vlastnosti vitrenu spočívají ve schopnosti tavit a slinovat vlivem vysoké teploty. Mikročástice uhlí se tak slepí do jedné husté hmoty. Čím větší je koncentrace vitrenu, tím vyšší je kvalita koksování takového uhlí.

Největší množství tavitelných látek obsahují tyto druhy uhlí: koks, plyn, mastné, libové pečivo a koksový tuk.

Třídy uhlí

V přírodě existuje mnoho druhů uhlí, které se liší technickým složením, spékacím výkonem a těkavými složkami. Pouze několik druhů uhlí je vhodných pro koksování. Ale ne všechny jsou vhodné pro slinování v čisté formě. Někdy je potřeba přidat nějaké komponenty. Existují tedy následující druhy koksovatelného uhlí:

1. K - koks. Při koksování této značky uhlí v čisté formě se získává standardní metalurgický koks. Pro získání nejkvalitnějšího uhlí se přidávají další jakosti – tučné popřplyn.
2. KZh - koksový tuk. Má nejlepší koksovatelnost, používá se především k výrobě koksu bez přidávání jiných jakostí uhlí. Složení koksovatelného uhlí obsahuje až 30 % těkavých složek. Vitrenův odraz - 1,3 %. Tloušťka plastové vrstvy je 18 mm. Beze změny kvality koksu je povoleno přidat k této značce až 20 % CS, OS a KO.
3. KO - koks libový. Tloušťka vrstvy je 10-12 mm, odraz vitrenu do 1%. Tato značka se zpravidla nepoužívá samostatně, ale pouze v kombinaci s uhlím ZhK a GZh.
4. KSN – nízkospékavý koks s nízkou metamorfózou. Při slinování tento typ uhlí produkuje omyvatelný koks s nízkou pevností, takže se používá hlavně pro slinování s jinými druhy nebo pro výrobu syngasu.
5. KS – nízkospékavý koks. Tloušťka plastové vrstvy je až 9 mm. Vyznačuje se nízkým slinováním. Uhelné KS používají koksárenské podniky jako štíhlou složku. V některých oblastech výroby se také používá pro vrstvené spalování.
6. GK – plynové koksování. Při koksování se získá dobře roztavený koks, ale s nízkou mechanickou pevností. Slinutý výrobek se snadno rozdělí na malé kousky. Plynové uhlí se obvykle používá ve směsích s jiným koksovatelným uhlím.

Následující druhy koksovatelného uhlí jsou považovány za nejlepší pro slinování: mastné, mírně spékavé, plynné, chudé slinování a koks v jeho čisté formě. Obsahují nejmenší množství nečistot a mají vysokýplasticita.

Oblasti použití

Hlavním účelem koksovatelného uhlí je průmyslové palivo. Při spalování koksovatelné uhlí uvolňuje velké množství tepelné energie. Teplota vznícení tohoto paliva je tedy 470ºС. Spálení však není jediný způsob, jak z této fosílie získat užitečné vlastnosti. Existuje mnoho dalších odvětví národního hospodářství, která efektivně využívají koksovatelné uhlí. Využití tohoto přírodního zdroje v průmyslových procesech umožňuje získat z něj olovo, molybden, zinek, germanium, síru, gallium a další chemické prvky. Odpady z uhelného průmyslu mají také průmyslové využití. Zpracovávají se tedy na žáruvzdorné materiály a brusiva. Stavební materiály se také vyrábějí z odpadu.

Celkem je z kamenného paliva vyrobeno více než 300 druhů produktů. Uhlí se používá jako hlavní materiál pro výrobu uhlíkovo-grafitových strukturních prvků, kyselin s vysokým obsahem dusičné, které se používají v hnojivech. Látky, které se uvolňují při procesu koksování, mají účinné uplatnění. Takže při suché destilaci se tvoří černouhelný dehet a čpavková voda. Jsou také recyklovatelné.

Koksování navíc produkuje plynné produkty, které obsahují benzen, fenol, čpavek a toluen. Slouží jako zdroje dalších prospěšných látek.

Produkce koksovatelného uhlí na Ukrajině

Na Ukrajině se používá hlavně koksovatelné uhlíhutnické podniky. Hutnictví tedy tvoří asi 90 % celkové poptávky po tomto druhu paliva. Těžební průmysl země dodává koksovatelné uhlí na domácí trh pouze ze 60 %. Zbývajících 40 % spotřebovaného uhlí se dováží. Hlavním dodavatelem koksovatelného uhlí na Ukrajinu je Rusko.

V posledních letech země zaznamenala nárůst poptávky po zahraničních surovinách. Důvodem je pokles domácí produkce. Také poptávka po domácích surovinách klesá kvůli poklesu jejich kvality, protože hutní závody nemohou využívat uhlí s vysokým obsahem síry.

Na Ukrajině se koksovatelné uhlí těží v pánvích: Doněck, Lvov-Volyň, Dněpr. Největší množství uhelných zásob je soustředěno v Doněcké, Luhanské a Dněpropetrovské oblasti. V tuto chvíli byla kvůli politické nestabilitě pozastavena těžba koksovatelného uhlí na východní Ukrajině.

Těžba uhlí v Rusku

V Rusku jsou velká ložiska uhlí. Podle údajů zaujímá země jedno z prvních míst na světě, pokud jde o zásoby uhlí. Více než 67 % z nich tvoří černé uhlí. Z toho 10 % tvoří koksovatelné uhlí.

V Rusku se koksovatelné uhlí těží v pánvích: Kuzněck, Pečora, Južno-Jakutsk, Doněck a Kizelovsk. První dvě pánve produkují nejvíce uhlí.

Zásoby koksovatelného uhlí v Ruské federaci dosahují 47,3 miliard tun. Použitelná je však jen malá část. VV posledních letech se produkce koksovatelného uhlí v Rusku pohybuje na úrovni 70 milionů tun ročně. To stačí k tomu, aby průmyslové podniky země získaly suroviny.

Koksovatelné uhlí se v Rusku těží stabilním tempem. Ke zvýšení těžby uhlí dojde v případě nárůstu poptávky po tomto druhu suroviny v důsledku rozvoje hutních a příbuzných odvětví ruské ekonomiky.

Výhled trhu s koksovatelným uhlím

V nadcházejících letech čekají ruský uhelný průmysl změny. Klíčové oblasti rozvoje průmyslu se budou týkat vertikálního systému těžby uhlí. Státní politika tak počítá s vytvářením energetických zařízení malé a střední kapacity na bázi uhelných dolů. Plánuje se také instalace zařízení v uhelných podnicích, které umožní zpracování uhlí na ekologická syntetická paliva.

Pokud jde o objemy prodeje, poptávka po koksovatelném uhlí v Rusku poroste. Faktem je, že kromě oceláren koks využívá i neželezná metalurgie a mnoho dalších průmyslových odvětví. Na výrobu 1 tuny surového železa je tedy potřeba asi 0,4 tuny koksu. A v omezené míře se používají alternativní technologie, které umožňují jeho nahrazení výnosnějším zdrojem.

Trendy na světovém trhu s koksovatelným uhlím

Mnoho uhelných společností ze všech zemí dnes zažívá krizi nižších cen koksovatelného uhlí. Tento problém ještě zhoršují státy, které koks dodávají v nadměrném množství. Také touha kupujících snížit náklady má velký vliv na ceny. Další nepříznivá situace vyplývá z touhy výrobců oceli snižovat výrobní náklady. V Evropě a Číně poptávka po koksovatelném uhlí nadále roste, ale je to na úkor produktů vyšší třídy. Obecně ale objem nákupů surovin na světovém trhu klesá.

Mírně stabilizovala situaci s energetickými surovinami na americkém trhu. Její cena ale nadále klesá kvůli nižší poptávce po oceli. V důsledku toho může být snížena produkce koksovatelného uhlí v USA a Evropě.

Odborníci ale předpovídají nárůst dovozu energetických surovin do Indie. Z hlediska dovozu koksovatelného uhlí je tato země na třetím místě na světě.

Cena surovin

Ve druhém čtvrtletí roku 2015 dochází k poklesu cen koksovatelného uhlí. Velké světové společnosti nabízejí suroviny za cenu, která je o 5–10 % nižší ve srovnání s prvním čtvrtletím. Jihoafrická společnost Anglo American tak nabídla Japonsku nejkvalitnější koksovatelné uhlí za 116 dolarů za 1 tunu. Průměrná cena za 1 tunu koksovatelného uhlí je 117 $.