باعتباره مادة خام مهمة في الصناعة الكيميائية المعاصرة، فإن عملية التكليس عالية الحرارة لفحم البترول لها تأثير كبير على جودة وإنتاجية فحم البترول. تناقش هذه الورقة تقنية التكليس عالية الحرارة لفحم البترول، بالإضافة إلى أهميتها الإنتاجية. كمرجع للشركات.
أهمية إنتاج فحم البترول عن طريق التكليس في درجات حرارة عالية
يُعدّ تكليس فحم البترول إحدى العمليات الرئيسية في إنتاج أنود الألومنيوم. ويهدف إلى إزالة المواد المتطايرة من المواد الخام، وتحسين كثافتها ومتانتها الميكانيكية وموصليتها الكهربائية واستقرارها الكيميائي. خلال عملية التكليس، يتغير التركيب العنصري والهيكل التنظيمي لفحم البترول، كما تحسّنت خصائصه الفيزيائية والكيميائية بشكل ملحوظ بعد التكليس.
بفضل خصائص هذا المنتج المميزة، يُمكن تلبية متطلبات الصناعة الكيميائية بشكل أكبر، مما يُشجع بعض المؤسسات الصناعية على استخدامه. في عملية التكليس، تؤثر دقة درجة التكليس ودقة عملية التكليس على إنتاج ودقة فحم البترول. لذلك، من الأهمية بمكان دراسة تقنية التكليس في درجات حرارة عالية لفحم البترول.
التحليل الفني لفحم البترول المحروق في درجات حرارة عالية
بفضل الجمع بين التجارة الكيميائية في بلدنا، فإن التكليس يحقق متطلبات مختلفة من حيث الجودة والسلامة ومعدل الإنتاج وما إلى ذلك لمنتجات فحم الكوك البترولي. ومن طرق التكليس عالية الحرارة الشائعة حاليًا في بلدنا: الفرن الدوار، وفرن الكوك، وفرن الخزان، وما إلى ذلك. تتم مقارنة مبدأ وخصائص وقابلية التطبيق والمؤشرات الاقتصادية للعديد من تقنيات التكليس لتوفير مرجع لإنتاج الشركات.
(1) تقنية التكليس بالفرن الدوار
١. تحليل المبدأ: بفضل دمج تقنية الفرن الدوار مع بنيته الفيزيائية الخاصة، يُمكن تحقيق معالجة حرارية فعّالة لفحم البترول الصلب. يعتمد مبدأ تقنية الفرن الدوار على ارتفاع درجة الحرارة الخارجية أثناء عملية تكليس فحم البترول، وتسريع التفاعلات الكيميائية داخل الدوران، مما يُسرّع معدل احتراق فحم البترول، ويُنتج فحم البترول عن طريق التكليس عالي الحرارة.
2. تتضمن تقنية الفرن الدوار بشكل أساسي العمليات التالية:
1) التسخين المسبق: عن طريق تدوير الأسطوانة ببطء وإضافة مواد احتراق معينة لجعل فحم البترول الداخلي يصل إلى نقطة الاشتعال ويحترق ببطء؛
2) التكليس: التسارع الخارجي لدوران الأسطوانة، مع زيادة درجة حرارة التكليس، يتم تكثيف التفاعل الكيميائي الداخلي لتكليس البترول؛
3) التبريد: تكثيف فحم البترول بعد تطاير الماء ينتج فحم البترول بدقة عالية.
٣. المزايا والعيوب والتحليل العملي: إلى جانب الإنتاج الصناعي واسع النطاق، يتميز الفرن الدوار بسهولة التشغيل، والإنتاجية العالية، والتكلفة المنخفضة، وسهولة الصيانة، وغيرها، ويمكنه العمل بكفاءة في المؤسسات لمدة ٢٠ إلى ٣٠ عامًا، وهو مناسب لمجموعة متنوعة من استخدامات فحم الكوك البترولي الكربوني. في الوقت نفسه، يستخدم الفرن الدوار مبدأ الدوران والتفاعل الكيميائي لمواد الاحتراق الداخلي لتوفير تكلفة المواد القابلة للاحتراق. ومع ذلك، عندما يدور فحم الكوك البترولي في محور الأسطوانة، فإن درجة الحرارة العالية تسبب بسهولة تآكل وتساقط المواد المقاومة للحرارة، مما يؤدي إلى عدم استقرار جودة المنتجات المحروقة، ومن بينها إنتاج عالي الدقة بنسبة ١٠٪ فقط.
لذلك، إلى جانب خصائص الفرن الدوار، تحتاج المؤسسات إلى إجراء معالجة مستهدفة لمواد بناء الفرن والعمليات أثناء التشغيل، وذلك لتلبية متطلبات تحسين كفاءة الإنتاج الصناعي، وتعزيز كثافة التكليس وتعزيز دقة المنتج قدر الإمكان.
(2) تقنية التكليس في فرن الكوك
١. التحليل الأساسي: تُكلس أفران الكوك فحم الكوك المُعالَج خصيصًا عبر فرن تكليس عالي الحرارة مصنوع من كتل الطوب عالية المقاومة للحريق، ويُطحن الكوك الناتج ويُعالَج للحصول على منتجات دقيقة تُلبي متطلبات الصناعة لإنتاج الكوك. في هذه العملية، تُفرض متطلبات صارمة للغاية على دفعات فحم الكوك الخام ودرجة حرارة ومدة تكليسه.
٢. المزايا والعيوب والتحليل العملي: بالمقارنة مع تقنية الفرن الدوار، يتميز فرن الكوك بإنتاجية أعلى ودقة عالية. فهو يستخدم مجموعة واسعة من المكونات، ويتمتع بالتحكم الآلي أثناء الاستخدام، ما يُمكّنه من إنتاج فحم كوك عالي الجودة للمؤسسات. في الوقت نفسه، يواجه إنتاج فرن الكوك بعض مشاكل البناء، حيث أن المتطلبات العالية لتصنيع فرن الكوك، ودقة التحكم في درجة حرارة الفرن العالية، وتكاليف الصيانة المرتفعة، تؤثر على معدل انتشار مدخلات إنتاج فرن الكوك.
ومع ذلك، بالنسبة لتطوير تكنولوجيا تحميص فحم البترول في المستقبل، يمكن أن يحقق تحميص فرن الكوك دور توفير الطاقة وخفض الانبعاثات، ويمكن أن يقدم مساهمات معينة في حماية البيئة والاستخدام الشامل للطاقة، يتمتع تحميص فرن الكوك بآفاق تطوير واسعة.
(3) تكنولوجيا حرق الخزانات
١. التحليل الأساسي: تشمل الهياكل الرئيسية لفرن التكليس من نوع كان: خزان التغذية، وممر النار، وغرفة تبادل الحرارة، ووحدة التغذية والتفريغ، ووحدة تدوير مياه التبريد، وغيرها. في عملية التكليس بدرجة حرارة عالية، يُحقق فحم البترول المضاف إلى الخزان تفاعلًا مستمرًا لمادة الكربون الداخلية عبر المادة الثابتة الداخلية، مما يُكمل عملية التكليس بدرجة حرارة عالية. يمكن تقسيم خزان التكليس العادي إلى تكليس بتدفق هابط وتكليس بتدفق معاكس وفقًا لدرجة واتجاه تفريغ الدخان.
٢. تحليل المزايا والعيوب والتحليل العملي: يُستخدم فرن التكليس من نوع المعلبات على نطاق واسع في بلدنا، وهو الوسيلة الصناعية الأساسية لصناعة الكربون في بلدنا. بفضل المعالجة الخاصة لفحم الكوك البترولي، يُمكن تلبية متطلبات الحرارة والتسخين غير المباشر بشكل كامل، كما يُمكن للجزء الداخلي تجنب ملامسة الهواء، وتقليل معدل فقدان الأكسجين، وتحسين إنتاج وجودة المنتجات النهائية. ومع ذلك، عند استخدام تقنية التكليس الأسطواني، هناك العديد من عمليات التشغيل اليدوي، مما يزيد من مخاطر السلامة. في الوقت نفسه، يتطلب التكليس الخزاني نفسه العديد من الثقوب، مما يُسبب صعوبات في الصيانة.
في المستقبل، يمكن للمؤسسات دراسة تكنولوجيا التكليس في العلب بشكل أكبر من خلال كمية التفريغ، والتحقيق في مخاطر الأعطال والجوانب الأخرى، وذلك لتحقيق الغرض من زيادة إنتاج الكوك البترولي المتكليس في درجات الحرارة العالية.
باختصار، لدرجات الحرارة العالية لتكليس فحم البترول تأثير كبير على الصناعة الكيميائية وصناعة الألومنيوم في بلدنا. يمكن للشركات اختيار تقنية التكليس عالية الحرارة المناسبة وفقًا لاحتياجاتها الصناعية، مما يُسهم في خفض التكاليف وزيادة الكفاءة.
وقت النشر: ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٢