ایده هاایده های صنعتی

طرح توجیهی تولید کک ذغال سنگ

سفارش طرح توجیهی

کک ذغال سنگ چیست؟

محصول مورد نظر طرح حاضر ، تولید کک ذغال سنگ (coke) می باشد . کک ماده ای متخلخل است و در کوره بلند به کار می رود که یکی از مصارف عمده کک در صنایع متالورژیکی می باشد . کک در کوره بلند نقش های مختلف تأمین انرژی ، احیاء کانه های آهن ، ایجاد تخلخل برای عبور گازهای احیاء کننده و کربوره کردن چدن را دارا می باشد. در کوره کوپل نیز کک بعنوان سوخت و عامل احیاء کننده مصرف می شود . لازم به ذکر است که کک در صنایع ریخته گری نیز کاربرد دارد .

زغال های خاصی جهت تولید کک متالوژیکی بکار می روند و خواص زغال سنگ تعیین کننده خواص کک تولیدی است. مواد غیر آلی زغال سنگ موسوم به استریل بوده و در کک بصورت خاکستر باقی می ماند و تاثیراتی بر عملکرد کوره بلند می گذارد . وجود خاکستر در یک سبب افزایش مصرف کک و سنگ آهک در کوره بلند و کاهش ظرفیت تولید باطری های کک سازی می شود .

کک دارای درصدی از گوگرد و فسفر است در نتیجه مهمترین عامل ورود گوگرد و فسفر به فرآیند تولید فولاد ، کک می باشد . گوگرد و فسفر جزء عناصر مضر در فولادها می باشند .

کک یکی از مواد اولیه اصلی در تولید فولاد و آلومینیوم است . مصرف این ماده بازاء تولید هر تن فولاد ۵۸۰ کیلو گرم و در مورد آلومینیوم ۱۰۰ کیلو گرم است . نقش کک در فرایند تولید این فلزات ، به عنوان منبع انرژی و احیاء کننده اصلی در کوره بلند است و به همین دلیل است که کک به عنوان یکی از دو ماده اولیه اصلی تولید فولاد ، یک محصول تجاری بین المللی محسوب میشود.

کک را می توان با استفاده از دو روش تولید کرد . روش اول استفاده از ذغال سنگ و روش دوم استفاده از پسماند های نفتی . لذا کک حاصل را در حالت اول کک ذغال و در حالت دوم کک نفتی می نامند . در این طرح توجیهی ،هدف تولید کک ذغال است که در آن از ذغال سنگ به عنوان مواد اولیه استفاده می گردد .

بررسی موارد مصرف و کاربرد کک متالورژی (کک ذغال)

کک به عنوان یکی از مواد اولیه در تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد . نقش این ماده در فرایند تولید فولاد ، به عنوان منبع انرژی و احیاء کننده اصلی در کوره بلند می باشد. کک همچنین در فرایند تولید آلومینیوم نیز مصرف می گردد که در فرایند نیز نقش نسبتا مشابه با فرایند فولاد را دارد . میزان مصرف این ماده به ازاء تولید هر تن فولاد ۵۸۰ کیلو گرم و در مورد آلومینیوم ۱۰۰ کیلو گرم است . از اینرو با توجه بر اینکه صنایع تولید فولاد و آلومینیوم از جمله صنایع مادر کشور محسوب می گردند ، لذا اهمیت و حساسیت تولید کک نیز در صنعت کشور کاملا مشخص می باشد .

بررسی کالاهای جایگزینی کک ذغال (کک متالورژی)

همانطوریکه بیشتر نیز ذکر گردید ، کک به عنوان احیا کننده و انرژی ده در صنایع فولاد و آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد. لذا با بررسی خواص شیمیائی آن می توان گفت که تا کنون هیچگونه ماده جایگزین برای کک معرفی نشده است و لذا می توان گفت که کک بدون ماده جایگزین است .

بررسی اهمیت استراتژیکی کک ذغال

محصول مورد بررسی در صنایع فولاد و آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد . صنعت فولاد در درجه اول و پس از آن نیز آلومینیوم در فهرست صنایع مادر و استراتژیک کشور قرار دارند و لذا تولید آنها سبب حرکت چرخ های اقتصادی کشور می گردد . کک به عنوان یکی از مواد اولیه مصرفی در تولید فولاد و آلومینیوم بدون کالای جایگزین در این صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. از اینرو این ماده را نیز می توان در ردیف صنایع مادر و استراتژیک کشور قرار داد . بنابراین قابل نتیجه گیری است که توسعه تولید داخل این ماده سبب تداوم صنایع فولاد و آلومینوم خواهد گردید .

وضعیت کک در سایر کشورهای جهان نیز به مشابه وضعیت ذکر شده در مورد کشورمان است و در بسیاری از آنها این ماده در ردیف کالاهای استراتژیک قرار دارد .

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده کک ذغال

محصول مورد بررسی در ردیف محصولات صنعتی استراتژیک طبقه بندی گردید . بنابر این کشورهایی که از معادن ذغال سنگ و با مواد نفتی مناسبی برخوردار هستند ، تولید کننده مطرح کک نیز می باشند. همچنین از نظر مصرف نیز می توان گفت که کشورهای تراز اول در تولید فولاد ، به عنوان عمده کشورهای مصرف کننده کک متالورژی نیز محسوب می گردند. در ادامه فهرست این کشورها آمده است :

کشورهای عمده تولید کننده کک ذغال به ترتیب حجم تولید

  • چین
  • لهستان
  • روسیه
  • ژاپن
  • کره جنوبی
  • آمریکا
  • پرو
  • شیلی
منبع این فهرست سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع معدنی ایران است .

کشورهای عمده مصرف کننده کک ذغال به ترتیب حجم مصرف

  • چین
  • ژاپن
  • آمریکا
  • روسیه
  • هند
  • کره جنوبی
  • آلمان
  • اوکراین
  • برزیل
  • ایتالیا
  • ترکیه
  • تایوان

بررسی اجمالی تکنولوژی و روش تولید کک ذغال (کک متالورژی)

فرآیند تولید کک از ذغال سنگ به صورت زیر می باشد :

فرآیند تولید کک از ذغال سنگ

طرح توجیهی تولید کک ذغال سنگ

فلسفه فرایند تولید کک از ذغال سنگ بر این اصل استوار است که تمام انواع زغال سنگ ها بر اثر گرما تجزیه می شوند و بر حسب نوع آنها و شرایط تجزیه (فشار و دما) ، به مواد گوناگون مفیدی تبدیل می شوند که از نظر کاربردهای صنعتی و تجاری اهمیت به سزایی دارند . بیشتر انواع زغال سنگ ها ، در دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتی گراد رطوبت خود را از دست می دهند و تا دمای 400 درجه سانتی گراد تجزیه می شوند و مقداری مواد روغنی و گازی شکل تولید می شود. پس از خروج مواد فرار ، باقی مانده به صورت کک خواهد بود که حاوی درصد بالائی از کربن است .

یک فرایند تولید کک از سه کارگاه جدا گانه تشکیل شده است که در ادامه شرحی در مورد آنها ارائه گردیده است:

1 کارگاه زغال
کارگاه زغال وظیفه دریافت زغال از معادن ذخیره سازی و تهیه شارژ مناسب جهت باتریهای کک سازی را به عهده دارد . این کارگاه متشکل از تجهیزات انباشت و برداشت زغال ، خردکن ، مخلوط کننده و سیلو جهت ذخیره سازی زغال می باشد . شکل زیر تصویری از سیلوها را نشان داده است .

طرح توجیهی تولید کک ذغال سنگ

2 کارگاه کک
وظیفه این کارگاه تولید کک از زغال سنگ و ارسال آن به بخشهای کوره بلند وآگلومراسیون می باشد. کارگاه کک متشکل از دو باطری با سلول های متناسب با ظرفیت تولید کارخانه است. این کارگاه زغال سنگ مورد نیاز خود را از کارگاه زغال دریافت نموده و سپس به وسیله ماشین شارژ متناسب با ظرفیت سلولهای پخت ، زغال از برج زغال تحویل ودر سلولهای کک شارژ می نماید . آنگاه در مدت زمان ۱۵ تا ۱۹ ساعت فرایند تبدیل زغال به کک صورت می گیرد . ذیلا نمائی از کوره های پخت کک نشان داده شده است .

طرح توجیهی تولید کک ذغال سنگ

3 کارگاه بازیابی مواد
وظیفه کارگاه بازیابی مواد ، تصفیه مقدماتی گاز کک ایجاد شده از باتری ها به منظور استفاده در پروسه تولید می باشد. در این کارگاه از گاز کک ، قطران ، سولفات آمونیوم ، بنزول خام و فنلات سدیم و استحصال شده و آماده برای ارسال به بازار می نماید .

مقایسه روش تولید کک ذغال در کشورمان با دیگر کشورهای جهان

فرآیند تولید کک ذغال در قسمت قبل نشان داده شد بنابراین در صورتی که این روش تولید با روش های تولید مورد استفاده در سایر کشورها مورد مقایسه قرار گیرد نتایج زیر حاصل خواهد شد :

تکنولوژی و روش تولید کک از ذغال سنگ در سایر کشورها همان روشی است که در کشور ما انجام می گیرد و تاکنون روش دیگری برای این کار در نقاط دیگر جهان معرفی نشده است . لیکن باید گفت که کک معمولا با استفاده از دو ماده اولیه تولید می گردد که شامل ذغال سنگ و پس ماند مواد نفتی می باشد . از اینرو در اینجا بهتر دیده شده است که نگاهی نیز به روش تولید کک از مواد نفتی انداخته شود .

روش تولید کک با استفاده از پسماندهای نفتی
کک نفتی یکی از محصولات حاصل از پالایش نفت خام محسوب می شود . یکی از پر اهمیت ترین فرایندها برای تبدیل ته مانده های نفتی به فرآورده های مفید ، کک سازی به روش تاخیری است . طرح کلی فرایند به این صورت است که ته مانده های سنگین برج خلاء به کوره تزریق شده و تا دمای C 480 حرارت داده می شوند. خروجی این کوره به برج های کک ساز با محدوده دمایی 490 – 416 C و فشار ۳۰psig فرستاده می شوند . در این برج ها فرایند کراکینگ انجام شده و محصولات سبک از بالا و کک تولیدی پس از اتمام فرایند از پایین برج استخراج می گردد . دمای تولید کک ، میزان کک شوندگی و محتوای گو گرد و خاکستر کک بسته به نوع خوراک متفاوت خواهد بود .

توضیح : روش تولید کک از پسماندهای نفتی در نتایج تحقیقاتی که در دوازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی که در سال ۱۳۸۷ برگزار شده است ، ارائه شده است . در مقاله منتشر شده امکان تولید کک از پس مانده های نفتی برج تقطیر خلاء مجتمع پتروشیمی تبریز در یک سیستم آزمایشگاهی بررسی شده است . از بین دو نمونه خوراک استفاده شده در این تحقیق ، خوراک 0.C . F راندمان کک شوندگی بالاتری نسبت به خوراک SMTAR نشان داده است ، کک تولید شده از این نوع خوراک نیز مرغوب تر بوده است . همچنین برخی از خواص فیزیکی کک نفتی تولید شده با خواص نمونه های خارجی مقایسه شده اند .

بررسی نقاط قوت و ضعف تکنولوژی های مرسوم در فرایند تولید کک ذغال

دو روش تولید ذکر شده در مورد تولید کک ، دو روشی است که با استفاده از مواد اولیه مختلف اقدام به تولید می نمایند. لذا شرح نقاط قوت و ضعف در مورد آنها موضوعیت نداشته و کشورها بر حسب سهولت دسترسی به ماده اولیه ، اقدام به انتخاب آن و در نتیجه روش تولید متناسب می نمایند .

مواد اولیه عمده مورد نیاز تولید کک ذغال و محل تامین آن

  • معرفی نوع ماده اولیه عمده
    ماده اولیه مصرفی طرح ذغال سنگ است که از بازارهای داخلی تامین خواهد شد .ذغال سنگ ماده معدنی است که از تغییرات بیولوژیکی ناشی از افزایش فشار و بالا رفتن دما بر روی گیاهان از روزگاران بسیار دور به وجود آمده است .کربن موجود در ذغال سنگ به صورت ترکیب های مختلف آلی از جمله اسیدهای کربوکسیلیک متراکم شده و به صورت ترکیبات آروماتیک با حلقه های ناجور (که علاوه بر کربن ، شامل هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن و گوگرد نیز می باشند) در آمده است . ذغال سنگ از معادن آن استخراج و مورد استفاده قرار می گیرد .
  • معرفی محل تأمین مواد اولیه
    ذغال سنگ از معادن آن استخراج و مورد استفاده قرار می گیرد که بخش عمده و اقتصادی این معادن در استان های خراسان جنوبی ، سمنان ، آذربایجان شرقی ، کرمان ، مازندران و گلستان قرار دارد .

کشورها و شرکتهای سازنده ماشین آلات مورد استفاده در تولید کک ذغال

فرایند تولید کک نیازمند استفاده از ماشین آلات زیر می باشد . همچنین با انجام جستجوهای لازم ، کشورها و شرکت های سازنده آنها نیز در جدول زیر جمع آوری شده است .

فهرست ماشین آلات تولید کک ذغال
ردیفنام ماشین آلاتشرکت سازندهکشور
1سیلو ذخیره ذغال سنگجهاد سیلوهاایران
2آسیاب چکشیماشین سازی پدرام

سازنده صنعتی ایران

ایران
3آسیاب غلتکی
4کانوایرهای انتقالشرکت ارس دوامایران
5مخازن نگهداری محصولات جانبیکلیه سازندگان مخزن در کشور 
6باتری ( کوره ) کک سازیچین ، ژاپن، کره جنوبی ، آلمان
7سیستم کامل جمع آوری محصولات جانبی از کوره

در میان ماشین آلات تولید کک ، باتری ( کوره ) کک سازی و سیستم کامل جمع آوری محصولات جانبی از کوره به عنوان اصلی ترین قسمت تولید و در واقع قلب فرایند تولید را تشکیل می دهد. این قسمت از خط تولید چه از نظر ساخت و چه از نگاه راهبری نیازمند استفاده از دانش فنی می باشد که برای تامین آن لازم است از شرکت های مجرب خارجی استفاده گردد .

User Rating: Be the first one !
به این مطلب امتیاز دهید:
2 رای4.5/5
گرد آورنده
ای توجیهی
برچسب ها
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن