ペットコークスと石炭：何が違うのか？

世界のエネルギー・産業システムにおいて、石炭も石油コークスも重要な炭素系原料である。石炭の歴史は古く、エネルギー供給の重要な原料である。石油コークスは石油精製過程の副産物であり、近年の発展とともにその用途は徐々に拡大している。両者には多くの面で共通点と相違点があり、その相違点を分析することは大きな意義がある。

基本的な特徴

定義と形成

石油コークスは、原油を蒸留して軽質油と重質油に分離した後、重質油を熱分解して得られる生成物である。反応終了後、石油コークスは最終的に黒いブロックまたは顆粒を形成し、ガスや軽油などの副産物の発生を伴う。原料油の異なる性質と処理技術によって、石油コークスは種類に分類することができる。そして、その品質は石油原料の硫黄含有量と重金属含有量と密接な関係がある。

石炭は、太古の植物の複雑な生化学的・物理化学的変化によって形成された固体の可燃性鉱物である。堆積環境、圧力、温度などの要因に影響され、徐々に褐炭、瀝青炭、無煙炭などのさまざまな種類の石炭に変化する。

物理的性質

外観と形態

石油コークスの外観は、金属光沢のある黒色または暗灰色の蜂の巣状の固体で、通常はブロック状または粒状である。石炭の外観色はさまざまで、褐炭の茶色から無煙炭の黒色まである。その形状にはブロック状と粉状があり、瀝青炭はしばしば明瞭な帯状のテクスチャーを持つ。

密度と硬度

石油コークスの密度は一般的に1.3-1.9g/cm³で、比較的硬度が高く、質感が硬い。石炭の密度は種類によって大きく異なる。例えば、褐炭の密度は約0.9-1.2g/cm³で、無煙炭の密度は1.4-1.9g/cm³に達する。また、全体の硬度は石油コークスより低く、特に褐炭は比較的柔らかい。

化学的性質

元素組成

石油コークスの主成分は炭素で、その含有量は80%から97%で、少量の水素、硫黄、窒素、酸素などの元素も含んでいる。高硫黄石油コークスの硫黄分は5%以上に達することもある。石炭の元素組成も主に炭素であるが、石炭の種類によって大きな違いがある。褐炭の炭素含有量は約60%から77%であり、無煙炭の炭素含有量は90%を超え、一定量のミネラルも含んでいる。

発熱量と灰分

石油コークスの発熱量は比較的高く、一般的に28から35MJ/kgである。また灰分も比較的少なく、通常1%以下である。石炭の発熱量は大きく変動し、例えば褐炭の発熱量は約10～20MJ/kgで、無煙炭の発熱量は25～35MJ/kgに達する。また、灰分は比較的高く、一般的に10%から30%の範囲であり、一部の粗悪な石炭はさらに高い。

応用分野

ペット・コーク

エネルギー・フィールド

産業用暖房

工業用暖房の面では、石油コークスを工業用ボイラーの燃料として使うことができる。鉄鋼やセメントなどの産業に熱エネルギーを供給することができる。

発電用燃料

地域によっては、発電効率を高めるために石炭と混ぜて燃やすこともある。

冶金産業

電極製造

電極の生産において、高品質の石油コークスは、高出力および超高出力黒鉛電極を製造するための重要な原料である。優れた導電性と耐高温性で、電極の使用条件を満たすことができる。

カーボン添加剤

鉄鋼や鋳鉄の炭素含有量を効果的に増加させるために、製鋼や鋳造工程で使用することができる。

化学工業

原材料生産

製造原料として、炭化カルシウムや炭化ケイ素などの化学製品の製造に使用される。

カーボン素材の準備

を準備する。 炭素材料さらにそれを加工して、高性能炭素繊維やカーボンナノチューブなどの先端炭素材料を製造することができます。

その他の用途

活性炭製造

その発達した気孔構造は、次のような特徴を備えている。 活性炭 優れた吸着性能を持つので、活性炭の製造に使用することができます。

燃料添加剤

燃料添加剤として使用することで、燃料の燃焼性能を向上させることができる。

石炭

エネルギー・フィールド

火力発電

石炭は火力発電において重要な役割を果たしており、世界の電力のほとんどは石炭火力によって発電されている。

セントラルヒーティング

特に中小都市や農村部で広く利用されている。

冶金産業

コークスの生産

冶金産業における石炭の中心的用途として、原料炭は高温乾留によってコークスに加工され、高炉製鉄に使用される。

高炉インジェクション

このプロセスでは、微粉炭を高炉に注入してコークスの一部を置き換えることで、製造コストを削減することができる。

化学工業

石炭化学

石炭からメタノール、石炭からオレフィンなどを含む石炭化学工業は、石炭のクリーンで効率的な利用のための重要な方法である。

コールタール加工

コールタール処理では、ベンゼン、トルエン、フェノール類など、さまざまな化学原料を生産することができる。

その他の用途

建材生産

石炭を使ってセメントや石灰などを燃やすことができる。その灰やスラグは、建材の性能や生産量を向上させるための原料や充填材として使用することができる。

新しいカーボン素材

技術革新により、次のような新しいタイプの炭素材料の調製にも使用できる。 グラフェン.

環境への影響

炭素排出量

の燃焼 石油コークス 石油コークスも石炭も大量の二酸化炭素を発生させ、地球温暖化の原因となる重要な炭素排出源である。しかし、石油コークスは炭素含有量が高いため、燃焼の単位質量当たりに発生する二酸化炭素の量はさらに多くなる。

汚染物質

石油コークスの燃焼は、二酸化硫黄、窒素酸化物、粒子状物質などの汚染物質を発生させる。上記の汚染物質の発生に加えて、石炭の燃焼は大量の重金属汚染物質も放出する。そのため、大気、土壌、水の汚染を引き起こすことになる。

市場と経済分析

市場の需要と供給

石炭市場の需給は、世界経済情勢やエネルギー政策などの要因に左右される。石炭需要の伸び率は鈍化しているが、発展途上国ではまだかなりの需要がある。石油コークス市場の需給は、石油精製規模と密接な関係がある。石油化学工業の拡張のため、石油コークスの生産量は絶えず増加している。そして、石油コークスの市場競争もますます激しくなっている。

価格変動

石炭の価格は産地、品質、輸送コスト、政策規制などの要因に影響され、大きく変動する。一方、石油コークスの価格は石油価格と需給関係に密接に関係している。石油価格が下がれば、石油コークスの価格も下がることが多い。

結論

石油コークスと石炭は多くの面で類似点と相違点があり、どちらもエネルギーと工業の重要な原料である。二重炭素」の背景の下で、それぞれ転換とアップグレードを促進する必要がある。そして、イノベーションを通じて、エネルギーと工業の発展により良いサポートを提供する。