Кокс и уголь: в чем разница?

В мировой энергетической и промышленной системе уголь и нефтяной кокс являются важным углеродным сырьем. Уголь имеет долгую историю и является важным сырьем для энергоснабжения. Нефтяной кокс является побочным продуктом в процессе переработки нефти, и его применение постепенно расширяется по мере развития в последние годы. Эти два вида сырья имеют сходства и различия во многих аспектах, и анализ их различий имеет большое значение.

Основные характеристики

Определение и формирование

Нефтяной кокс - это продукт, получаемый в результате термического крекинга тяжелой нефти после перегонки сырой нефти для разделения легкой и тяжелой нефти. После завершения реакции нефтяной кокс в конечном итоге образует черные блоки или гранулы, сопровождающиеся образованием побочных продуктов, таких как газ и легкая нефть. В соответствии с различными свойствами сырой нефти и технологиями переработки нефтяной кокс можно разделить на типы. А его качество тесно связано с содержанием серы и тяжелых металлов в нефтяном сырье.

Уголь - это твердый горючий минерал, образовавшийся в результате сложных биохимических и физико-химических изменений в древних растениях. Под влиянием таких факторов, как осадочная среда, давление и температура, он постепенно превращается в различные виды угля, такие как бурый уголь, каменный уголь и антрацит.

Физические свойства

Внешний вид и морфология

Внешне нефтяной кокс представляет собой черное или темно-серое сотообразное твердое вещество с металлическим блеском, которое обычно находится в блочной или гранулированной форме. Уголь имеет различные цвета, от коричневого бурого до черного антрацита. По форме он бывает блочным и порошкообразным, а битуминозный уголь часто имеет ярко выраженную полосчатую текстуру.

Плотность и твердость

Плотность нефтяного кокса обычно составляет 1,3-1,9 г/см³, он обладает относительно высокой твердостью и твердой текстурой. Из-за различных типов плотность угля сильно варьируется. Например, плотность бурого угля составляет примерно 0,9-1,2 г/см³, в то время как плотность антрацита может достигать 1,4-1,9 г/см³. И общая твердость угля ниже, чем у нефтяного кокса, особенно бурого угля, который относительно мягкий по текстуре.

Химические свойства

Элементарный состав

Нефтяной кокс состоит в основном из углерода с содержанием от 80% до 97%, который также содержит небольшое количество водорода, серы, азота, кислорода и других элементов. Содержание серы в высокосернистом нефтяном коксе может достигать более 5%. Хотя элементный состав угля также состоит в основном из углерода, между различными видами угля существуют значительные различия. В буром угле содержание углерода составляет от 60% до 77%, а в антраците - более 90%, который также содержит определенное количество минералов.

Теплотворная способность и содержание золы

Теплотворная способность нефтяного кокса относительно высока и обычно колеблется от 28 до 35 МДж/кг. При этом он имеет относительно низкое содержание золы, обычно менее 1%. Теплотворная способность угля сильно колеблется, например, теплотворная способность бурого угля составляет примерно 10-20 МДж/кг, а антрацита может достигать 25-35 МДж/кг. При этом зольность угля относительно высока и обычно составляет от 10% до 30%, а у некоторых некачественных углей она еще выше.

Поля приложений

Домашняя кола

Энергетическое поле

Промышленное отопление

Если говорить о промышленном отоплении, то нефтяной кокс можно использовать в качестве топлива для промышленных котлов. Он может обеспечить тепловой энергией такие отрасли промышленности, как сталелитейная и цементная.

Топливо для производства электроэнергии

В некоторых регионах его смешивают и сжигают вместе с углем для производства электроэнергии, чтобы повысить эффективность производства электроэнергии.

Металлургическая промышленность

Производство электродов

В производстве электродов высококачественный нефтяной кокс является ключевым сырьем для изготовления мощных и сверхмощных графитовых электродов. Обладая отличной электропроводностью и устойчивостью к высоким температурам, он может удовлетворить требования, предъявляемые к использованию электродов.

Углеродная добавка

Вы можете использовать его в сталелитейном и литейном процессах для эффективного повышения содержания углерода в стали и чугуне.

Химическая промышленность

Производство сырья

В качестве сырья для производства он используется для получения химических продуктов, таких как карбид кальция и карбид кремния.

Подготовка углеродных материалов

При подготовке углеродные материалыВ дальнейшем вы можете перерабатывать его для производства современных углеродных материалов, таких как высокоэффективные углеродные волокна и углеродные нанотрубки.

Другие приложения

Производство активированного угля

Его хорошо развитая поровая структура придает активированный уголь с отличными адсорбционными характеристиками, поэтому вы можете использовать его для производства активированного угля.

Топливные присадки

Использование его в качестве присадки к топливу позволяет улучшить характеристики сгорания топлива.

Уголь

Энергетическое поле

Производство тепловой энергии

Уголь играет важную роль в производстве тепловой энергии, и большая часть электроэнергии в мире вырабатывается на угольных установках.

Центральное отопление

Это важный источник тепла для зимнего отопления в северных регионах, который особенно широко применяется в малых и средних городах и сельской местности.

Металлургическая промышленность

Производство кокса

Коксующийся уголь, являющийся основной областью применения угля в металлургической промышленности, перерабатывается в кокс путем высокотемпературной сухой дистилляции и используется в доменном производстве чугуна.

Высокотемпературная инжекция

В этом процессе за счет введения в доменную печь тонко измельченного угольного порошка, заменяющего часть кокса, можно снизить себестоимость продукции.

Химическая промышленность

Угольная химия

Угольная химическая промышленность, в том числе превращение угля в метанол, угля в олефины и т. д., является важным способом чистого и эффективного использования угля.

Обработка каменноугольной смолы

При переработке каменноугольной смолы можно получить разнообразное химическое сырье, такое как бензол, толуол, фенолы и т.д.

Другие приложения

Производство строительных материалов

Уголь можно использовать для обжига цемента, извести и т. д. Его зола и шлак могут использоваться в качестве сырья или наполнителей для улучшения характеристик и выпуска строительных материалов.

Новые углеродные материалы

Благодаря технологическим инновациям его можно также использовать для получения новых типов углеродных материалов, таких как графен.

Воздействие на окружающую среду

Выбросы углекислого газа

Сжигание нефтяной кокс и уголь выделяют большое количество углекислого газа, который является важным источником углеродных выбросов, вызывающих глобальное потепление. Но из-за высокого содержания углерода в нефтяном коксе количество углекислого газа, образующегося на единицу массы при сгорании, еще выше.

Загрязняющие вещества

При сжигании нефтяного кокса образуются такие загрязняющие вещества, как диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы. Помимо вышеперечисленных загрязняющих веществ, при сжигании угля выделяется большое количество тяжелых металлов. Это приводит к загрязнению атмосферы, почвы и воды.

Анализ рынка и экономики

Спрос и предложение на рынке

Спрос и предложение на рынке угля зависят от таких факторов, как мировая экономическая ситуация и энергетическая политика. Хотя темпы роста спроса на уголь замедлились, в развивающихся странах он по-прежнему пользуется значительным спросом. Спрос и предложение на рынке нефтяного кокса тесно связаны с масштабами нефтепереработки. В связи с развитием нефтехимической промышленности объемы производства нефтяного кокса постоянно растут. Конкуренция на рынке кокса также становится все более жесткой.

Колебания цен

На цену угля влияют такие факторы, как происхождение, качество, транспортные расходы и политическое регулирование, и она сильно колеблется. В то время как цена на нефтяной кокс тесно связана с ценой на нефть и соотношением между спросом и предложением. Если цена на нефть падает, цена на нефтяной кокс часто снижается соответственно.

Заключение

Нефтяной кокс и уголь имеют сходства и различия во многих аспектах и являются важным сырьем для энергетики и промышленности. В условиях "двойного углерода" необходимо содействовать трансформации и модернизации соответственно. А также оказывать более эффективную поддержку развитию энергетики и промышленности посредством инноваций.