석탄의 산업적 활용

국가마다 에너지 구성과 소비 구성이 다릅니다. 우리나라의 에너지는 석탄이 약 70%를 차지합니다. 석탄의 소비 구조는 대략 다음과 같습니다: 화력 발전 31%, 각종 산업용 보일러 31%, 민간용 20%, 코킹스 8%, 증기 기관차 4%, 화학 산업 3%, 수출 3% %. 부서마다 석탄 품질에 대한 요구 사항이 다릅니다.

1. 코킹용 석탄

코크스는 제철, 주조, 탄화칼슘 생산, 가스화 및 금속 제련에 사용됩니다. 코킹은 코크스 오븐의 탄화실에서 발생합니다. 탄화실은 폭 0.45m, 높이 4.3~5.5m, 길이 14~16m로 18~27t의 석탄을 담을 수 있다. 탄화실 양쪽에는 온도 1300°C의 연소실이 있다. 내화 벽돌을 통해 1100°C로 가열되고 석탄은 탄화실에서 공기와 분리되어 탄화됩니다. 약 14~16시간 후에 석탄은 코크스로 전환됩니다. 코크스 제품은 코크스의 약 75%, 코크스로 가스의 18%, 콜타르의 4%를 차지하고 조벤젠, 암모니아, 유황 등을 차지합니다. 각 코크스로에는 수십에서 수백 개의 탄화실이 있습니다. 코크스 오븐 가스는 발열량이 높고 좋은 가스 연료입니다. 콜타르를 분별한 후에는 휘발유, 등유, 경유, 윤활유, 아스팔트 등과 같은 많은 유용한 화학 제품을 얻을 수 있습니다. 조 벤젠 및 암모니아도 주요 화학 원료입니다. 우리나라에서는 연간 5000×104t 이상의 코크스를 생산하는데, 그 대부분은 고로 제철에 사용됩니다. 코크스는 제철 고로에서 세 가지 주요 역할을 합니다. 첫째, 철광석의 산소와 반응하여 CO와 CO2를 생성하는 환원제이며, 둘째, 철을 생성하는 열원입니다. 코크스가 연소될 때 고온(약 1600°C)으로 화학 반응이 진행되어 철광석이 녹는다. 세 번째는 프로판트이며, 코크스는 고온에서 변형되지 않고 매끄럽게 유지된다. 용광로의 공기 흐름 및 정상적인 생산. 따라서 제철에는 일정 입자 크기의 고강도, 저회분, 저유황 고품질 코크스가 있어야 합니다. 코크스의 품질을 보장하려면 원료탄에 대해 다음 요구 사항이 필요합니다.

1) 강력한 점결 및 점결 특성: 점결탄은 일반적으로 강한 접착 점결을 위해 다양한 석탄을 사용해야 합니다. 지방탄, 원료탄 등의 석탄이 50~60%를 차지하는 반면 가스탄, 희박탄 등 점결성이 나쁜 석탄은 40~50%를 차지하며 때로는 가스탄 대신 약한 점결탄을 사용할 수도 있습니다. 석탄 배합 후의 콜로이드층의 두께(Y)는 16~20mm가 바람직하다.

2) 석탄의 회분 함량이 낮아야 합니다. 원료탄의 회분 함량이 0.8% 증가하면 코크스의 회분 함량은 1% 증가하고 코크스의 강도는 2 감소합니다. 철)에 필요한 코크스량 비율은 2%~2.5% 증가하고, 선철 생산량은 2.55%~3% 감소하며, 고로 슬래그 배출량은 2.7% 증가하여 2.9%가 된다. %. 따라서 요구되는 원료탄의 회분 함량은 낮을수록 좋습니다. 다만, 청정 석탄의 회수율을 확보하기 위해서는 석탄 코크스 배합의 회분 함량 Ad가 10% 이하인 것이 바람직하다. 우리나라는 가스탄이 많고 원료탄이 적기 때문에 우리나라의 원료탄과 지방탄의 회분 함량은 12%로 완화될 수 있고, 가스탄의 회분 함량은 9% 미만이어야 합니다. 원료탄의 회분 함량이 아무리 낮더라도 코크스화에 사용되는 석탄은 세척되어야 하며, 이는 회분 함량을 감소시킬 뿐만 아니라 실크 및 반실크 몸체와 같은 비결합 성분의 대부분을 제거하여 비트리나이트를 풍부하게 합니다. 석탄 품질을 향상시킵니다.

3) 석탄의 유황 함량은 낮아야 합니다. 원료탄에 포함된 유황의 80%가 코크스로 들어가고, 코크스가 철을 만들 때 유황이 선철로 들어갑니다. 황 함량이 0.07% 이상인 선철은 고철로 간주되며 생산된 강철은 뜨겁고 부서지기 쉬우며 균열이 발생하기 쉽기 때문에 강철을 만드는 데 사용할 수 없습니다. 탈황을 위해 석회석, 백운석 등의 플럭스를 고로에 투입해 슬래그(CaS)를 형성해 배출한다. 일반적으로 원료탄의 유황은 0.1% 증가, 코크스의 유황은 0.08% 증가, 석회석의 양은 1.6% 증가, 코크스 비율은 1.2% 증가, 고로의 생산능력은 1.6% 감소한다. 2.0%로. 따라서 원료탄 배합 후 황 함량 St, d ≤ 1.2%가 요구된다. 일부 산업 선진국에서는 석탄 혼합물의 황 함량을 0.5% 미만으로 요구합니다. 석탄 속의 인은 코킹 중에 코크스에 들어가고, 코크스가 철을 제련할 때 인은 철에 들어갑니다. 인은 또한 철을 부서지기 쉽게 만들어 황보다 더 해롭습니다. 원료탄 혼합의 인 함량은 Pd ≤ 0.1%가 되어야 합니다. 우리나라 석탄의 인 함량은 일반적으로 높지 않습니다.

4) 석탄 혼합의 휘발분 함량은 적절해야 합니다. 석탄 혼합의 휘발분 함량이 너무 높으면 석탄 혼합의 휘발분 함량이 너무 낮으면 코크스의 강도가 감소합니다. , 코크스의 강도와 덩어리짐은 향상될 수 있으나, 코크스시 팽창압력이 너무 크면 코크스를 밀어내기 어려우며 휘발분 함량이 낮고 약품의 회수율이 낮아진다. 제품 가격이 낮아 코킹 비용이 증가합니다. 일반적으로 석탄 혼합의 휘발성 성분 Vdaf는 28%~32%로 더 적합합니다. 주조 코크스를 생산하면 휘발분 함량이 낮아지고(Vdaf=28%) 더 큰 덩어리의 코크스를 얻을 수 있습니다.

화학공업에 사용되는 코크스의 경우, 코크스의 강도를 약간 감소시켜 휘발분 함량을 높일 수 있으며, 회분 및 유황에 대한 요구사항도 완화할 수 있습니다.

5) 기타 지수 요구 사항: 석탄 혼합의 총 수분 Mt는 7%~10% 사이가 필요합니다. 높은 수분 함량과 열 소비로 인해 코크스화 시간을 연장해야 하며 코크스 생산량은 감소합니다. 원료탄 혼합의 입자 크기는 80% 이상을 차지하는 3mm 미만이 필요합니다. 입자 크기가 너무 크면 석탄이 고르지 않게 혼합되고 생성된 코크스의 강도에 영향을 미치며 입자 크기가 너무 작으면 석탄 분쇄 비용과 전력 소비가 증가하고 부피 밀도가 증가합니다. 용광로 석탄은 작아져 코크스 생산량을 줄이고 코크스 품질을 저하시킵니다. 석탄 배합의 응집력이 좋지 않은 경우에는 탬핑을 사용하여 부피 밀도를 높이고 입자 사이의 간격을 줄일 수 있으며, 석탄의 응집력을 향상시키기 위해 아스팔트와 같은 바인더를 첨가할 수도 있습니다. 석탄 원료의 휘발분 함량이 높고 너무 많이 수축하는 경우, 잘게 분쇄된 무연탄 및 반코크스와 같은 희석제를 첨가하여 코크스 강도를 향상시킬 수 있습니다.

2. 가스화용 석탄

석탄은 직접 연소 효율이 낮고 열에너지 활용률이 15~18%에 불과하며 대기를 오염시킨다. 우리나라에서 매년 석탄을 태울 때 대기로 배출되는 연기와 먼지의 양은 1200×104t에 달하고, SO2는 1800×104t에 달해 대기로 배출되는 전체 오염물질량의 60~80%를 차지한다. 산성비는 전국 수십개 도시에서 발생하며, 전국의 약 40%가 산성비에 의해 오염된다. 대기 중 황 함량이 0.8 mg/m3이면 질병을 유발할 수 있습니다. 산성비는 호수의 산성화, 물고기와 조류의 죽음, 작물의 시들음, 토양의 영양분 손실, 금속 부품 및 건물의 손상, 문화재의 부식을 일으킬 수 있습니다. 유물, 페인트, 의복. 산성비는 국가경제에 막대한 손실을 가져왔으며, 국제적으로도 심각한 환경오염 문제로 대두되고 있습니다. 석탄을 사용하여 가스를 연료로 생산하는 것을 석탄 가스화라고 하며, 이는 대기와 환경에 대한 오염을 줄이는 방법입니다. 석탄가스의 열효율은 55~60%로 직접 석탄 연소에 비해 3배 높다. 깨끗하고 대기 오염이 적으며 운송이 용이하고 생산 공정과 장비가 상대적으로 간단하다. . 석탄가스화란 석탄이 산소, 공기, 수증기 등과 반응하여 CO, H2 등의 가연성 가스를 발생시키는 과정, 즉 고체 석탄을 가연성 가스로 바꾸는 과정이다.

2C+O2→2CO+Δ

C+H2O?→CO+H2-Δ

공식에서 Δ는 비활성 성분을 나타냅니다.

가스화제에 따라 가스는 공기가스, 수성가스, 반수성가스로 나눌 수 있습니다. 공기를 기화제로 사용하여 만든 가스를 공기가스라고 부르는데, 활성성분인 H2와 CO의 함량이 12%에 불과하고 발열량이 너무 낮아 수증기를 사용하여 만든 가스는 거의 쓸모가 없습니다. 가스화제인 산소는 공기 가스라고 하며 활성 성분인 CO와 H2의 함량은 86%에 달하고 발열량이 높으며 연료 및 화학 원료로 사용할 수 있으며 공업용 수소의 공급원이기도 합니다. ; 공기와 수증기를 가스화제로 사용하여 생성된 가스를 반수성 가스라고 합니다. 활성 성분인 H2와 CO의 함량은 70%, N2 함량은 20%이며 발열량은 중간입니다. 암모니아 합성에 사용되며 연료로도 사용할 수 있습니다.

가스화에는 다양한 용광로 유형이 사용되며 석탄 품질에 대한 요구 사항도 다릅니다. 일반적인 것에는 고정층 가스화기, 부유층 가스화기 및 부유층 가스화기가 포함됩니다.

(1) 고정층 가스화기

고정층 가스화기는 원형로 상단에서 석탄을 추가하여 화격자 위에서 연소 및 가스화합니다. 화격자 하부에서 가스화제가 유입되고, 생성된 가스는 상부에서 배출된다. 산화층인 화격자 근처의 온도는 높고, 환원층, 탄화층, 건조층인 위쪽으로 온도가 점차 감소합니다.

고정층 가스화기는 덩어리 석탄을 사용해야 하며 입자 크기가 25~50mm가 가장 좋고 다음으로 13~50mm, 13~25mm, 25~75mm 등이 있습니다. 선호되는 석탄 유형은 저등급 갈탄, 비점결 석탄, 장연탄, 약한 점결 석탄 및 가스 석탄입니다. 석탄은 높은 파쇄 강도, 우수한 열 안정성(TS+6>70%), 우수한 석탄 활성, 회분 함량 Ad<25%, 황 함량 St, d<2%를 요구합니다. 고체 슬래그 배출로는 석탄회가 필요합니다. 연화온도 ST>1200℃, 액체 슬래그 배출로는 석탄재의 용융온도 FT<1300℃, 역청탄 겔층 두께 Y<16mm를 요구한다.

(2) 부유층 가스화기

석탄은 물이 끓는 것처럼 용광로 위에 떠 있기 때문에 부유층 가스화기라고 합니다. 입자 크기가 8mm 미만인 석탄을 사용하고 입자 크기가 1mm 미만인 석탄을 덜 분쇄할수록 좋습니다. 그렇지 않으면 비산회 손실이 커지고 석탄의 효과적인 활용에 영향을 미칩니다. 석탄 유형은 바람직하게는 저품위 갈탄, 장연탄 또는 비점결탄이다.

석탄은 수분 Mt 12%, 회분 Ad 25%, 황 함량 St, d<2%, 활성도 a>60%(950°C에서 CO2 감소율), 석탄재 연화 특성을 갖추어야 합니다. 온도 ST<1200°C.

(3) 부유층 가스화기

석탄을 분말로 분쇄하여 부유상태로 용광로에 분사하여 연소 및 가스화시키는 장치이다. 석탄은 매우 미세하게 분쇄되어야 하며, 석탄 입자의 >90%는 <200 메쉬(체 구멍 측면 길이는 0.074mm)여야 합니다. 노내에서는 미분탄의 산화반응이 1초 이내에 완료되며, 노내 온도는 1400~1500℃에 달한다. 생성된 가스는 합성 암모니아를 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 노는 석탄 종류에 국한되지 않고 응집성 등에 대한 요구 사항도 없지만 석탄의 수분은 가능한 한 작아야 하며 Mt <5%입니다. 현수층 가스화기는 생산 능력이 크며 1시간에 5×104~12×104m3의 가스를 생산할 수 있습니다.

(4) 합성 암모니아 생산 시 석탄 품질 요건

우리나라의 중형 비료 공장에서 합성 암모니아를 생산하는 데 사용되는 가스화기는 일반적으로 고정층 가스화기를 사용하며, 석탄 품질에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 무연탄을 사용하려면 석탄 입자 크기가 25~50mm, 또는 15~100mm, 13~25mm, 13~70mm이며 맥석 함량(입자 크기가 50mm보다 큰 맥석의 비율)이 4% 미만입니다. 하한 비율(하한 입자 크기 한계보다 작은 석탄) 백분율)은 15%~21%, Mt<6%, Ad는 16%~24%, St, d≤2.0%, ST≥1250 ℃, TS+6≥70%, 파쇄강도(25mm 이상) 65% 이상.

3. 액화용 석탄

석탄 액화는 석탄의 유기물을 액체 제품으로 변환하는 과정입니다. 석탄 액화의 주요 목적은 휘발유, 경유, 등유 등과 같은 액체 연료를 얻는 것입니다. 액체 제품은 또한 무회 코크스로 가공될 수 있으며 이는 전극, 탄소 섬유, 바인더, 유기 화학 제품 및 석탄 액화의 부산물. 석탄 가스는 가스 연료로 사용될 수 있습니다.

석탄 액화 방법은 세 가지로 나눌 수 있다. 직접 수소화와 석탄 액화(고압 수소화법, 용제 정제 석탄법 등), 간접 석탄 액화(석탄가스를 먼저 수성가스로 전환, 그런 다음 액체 제품을 합성) 석탄의 부분 액화(즉, 저온 탄화).

(1) 석탄의 직접 수소화 및 액화

석탄은 고체이며, 탄소 함량이 높고, 산소 함량이 높으며(15%~25%), 수소 함량이 낮습니다(<7%). ), 원자비가 작은 석탄의 분자구조는 선형의 탄화수소 곁사슬과 산소, 질소, 황을 포함하는 다양한 관능기로 이루어진 축합된 방향족 고리로 구성되어 있다. 결합 또는 비축합 결합은 방향족 탄화수소가 연결되어 있으며 석탄의 분자량은 매우 커서 일반적으로 >5000으로 간주됩니다. 석유는 수소 함량이 높고(11%~14%) 산소 함량이 낮으며(<1%) H/C 원자 비율이 큰 액체입니다. 석유의 분자 구조는 주로 알칸과 시클로알칸으로 이루어져 있으며 분자량이 작습니다. 약 200개 정도. 석탄의 직접 수소화 및 액화의 본질은 용매, 촉매 및 고압 수소의 존재 하에서 석탄의 화학 결합을 절단하고 수소를 사용하여 깨진 결합을 보충하여 석탄을 저분자량의 석유 및 가스로 만드는 것입니다. 그리고 높은 수소 함량. 수소화 및 액화 과정에서 석탄을 0.3mm 미만으로 분쇄하고 안트라센 오일(또는 테트라하이드로나프탈렌)과 혼합하여 석탄 페이스트를 만들어야 합니다. 반응탑의 온도는 400~480℃이고 CoMo 촉매가 있으며 압력은 10입니다. ~20MPa의 석탄 페이스트는 반응탑에서 분해, 수소화 및 액화됩니다. 생성된 액체 생성물은 다양한 성분으로 분류될 수 있으며, 기체 생성물은 연료 가스로 사용될 수 있습니다. 반응 온도와 압력은 필요에 따라 변경될 수 있으며 생성되는 생성물은 주로 액체 또는 고체일 수 있습니다. 고체제품을 용제정제탄이라 부르며, 이는 고품질의 청정연료이자 화학원료이며, 석탄의 혼합, 연탄의 바인더, 고급탄소재료, 탄소섬유, 탄소섬유 등을 생산하는데 사용될 수 있습니다. 등.

수소화 및 액화에는 갈탄, 장연탄 또는 Vdaf>35%인 가스 석탄과 같은 저등급 석탄을 사용해야 합니다. 탄소 대 수소 비율은 작아야 하며, C/H<16, 키틴 및 비트리나이트 함량은 높아야 하며, 불활성 함량은 낮아야 하며(액화되지 않기 때문에 I<10%), 회분 함량은 석탄은 낮아야 하며(Ad<5%), 회분의 녹는점은 높아야 합니다(ST>1200℃).

(2) 석탄 간접 액화(일산화탄소 수소화 방법이라고도 함)

원리는 석탄을 먼저 가스화하여 원료 가스(CO+H2)를 얻은 후 액화하는 것입니다. 특정 온도와 압력에서 촉매합성을 통해 액체 탄화수소와 액화석유가스를 얻습니다. 제품에는 합성석유가스, 휘발유, 경유, 연료유, 왁스, 알코올, 산, 케톤 등이 포함됩니다. 현재 남아프리카에는 연간 생산량이 200×104t 이상인 공식 생산 공장이 있습니다.

간접석탄 액화를 위한 석탄 품질 요구사항은 가스화기와 관련이 있습니다.

예를 들어, 이동층 가압 가스화기는 입자 크기가 균일하고, 회분 함량이 낮고, 회분 융점이 높으며, 파쇄 강도가 높고, 열 안정성이 좋으며, 황 함량이 낮고, 수분 함량이 낮고, 휘발성 물질이 낮은 덩어리 무연탄 또는 코크스를 사용해야 합니다.

(3) 석탄의 부분 액화

즉, 저온 탄화에는 유분 함량이 높은 갈탄이나 장탄 등 휘발성이 높은 역청탄을 사용해야 한다. 화염 석탄, 가스 석탄 등

4. 화력발전에 사용되는 석탄

우리나라 석탄의 약 30%가 화력발전에 사용되며, 중국의 연간 석탄 소비량은 약 4×108t이다. 석탄을 많이 사용하는 사람. 우리나라의 대부분의 화력 발전소는 미분탄 보일러를 사용합니다. 설치 용량이 더 큰 발전소는 석탄의 발열량과 분쇄성에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 석탄의 입자 크기가 미세할수록 메쉬 크기 <200(체 구멍 길이 <0.074mm)의 미분탄이 85% 이상(갈탄의 80% 이상)을 차지해야 합니다. 따라서, 석탄의 분쇄성은 가능한 한 커야 하며, 이는 전력 소모를 줄일 수 있다. 발전소의 석탄 지표에 영향을 미치는 주요 요인으로는 휘발분(Vdaf), 회분 함량(Ad), 수분(Mar), 황 함량(St, d), 발열량(Qnet, ar), 회분 녹는점(DT) 등이 있습니다. , ST, FT) 등.

1) 발열량 등급(표 7-10): 석탄 등급이 다른 석탄은 휘발분 함량과 발열량이 다르며, 화로 유형에 따라 연소해야 합니다. 석탄 등급을 사용하는 경우 연소 안정성과 효율성이 영향을 받습니다.

표 7-10 화력발전에 사용되는 석탄의 발열량 기준

2) 회분등급(Ad) : 3등급으로 구분 : A1≤24%, A2는 24 %~34%; A3은 34%~46%입니다. 회분 함량은 발열량을 감소시키고 장비에 달라붙어 현열 손실을 유발하므로 회분 함량에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.

3) 수분 함량(Mt%):

Vdaf≤40%, M1≤8%일 때, M2는 8%~12% 범위;

Vdaf>40%, M1≤22%, M2는 22%~40% 범위에 있습니다.

석탄의 수분 함량 Mt가 60%를 초과하는 경우 먼저 건조해야 하며 직접 태울 수 없습니다.

4) 황 분류(St, d%): S1≤1.0% 또는 S2 1.0%~3.0%. 3.0%보다 높은 황 함량은 심각한 부식과 환경 오염을 유발합니다.

5) 회분 융점(ST): 고체 슬래그로는 높은 회분 융점이 필요하고, 액체 슬래그로는 회분 융점이 낮은 석탄을 사용해야 합니다. Qnet,ar>12.54MJ/kg, ST>1350℃가 요구되는 경우, Qnet,ar≤12.54MJ/kg인 경우 회분 융점에는 제한이 없습니다.

5. 철도기관차용 석탄

기관차 보일러의 연도가 짧아서 큰 수증기 증발능력(70~80kg/(M2·h))을 요구한다. 환기강도, 유속이 빠르므로(>30m/s) 석탄괴를 사용해야 한다. 분탄을 사용하면, 미분탄이 완전 연소되지 않고 날아가게 되며, 열에너지를 완전히 활용할 수 없으며 손실률은 15% ~ 30%에 달할 수 있습니다. 가스 공급량이 많을 때 %. 괴탄의 입자 크기는 6~50mm가 바람직하다. 괴탄 공급이 부족한 경우 원료탄을 사용할 수도 있으나 맥석함량은 1%를 넘지 않아야 하며, 혼합탄의 입자크기는 0~50mm이어야 한다. 입상탄 공급 기한은 15% 이내로 하고, 분말 함유율은 작아야 하며, 분말 함유율을 1% 증가시키면 석탄 소모량은 0.4% 증가한다. 사용 가능한 석탄 유형에는 장염 석탄, 약한 점결탄, 1/2 중간 점결탄, 1/3 점결탄, 가스 석탄, 지방 석탄, 가스 지방 석탄 등이 포함되며 더 높은 휘발성 함량(Vdaf ≥ 20)이 필요합니다. %). 일반적으로 갈탄은 사용되지 않습니다. 갈탄 연소의 화력이 강하지 않아 증기압이 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

기관차에 사용되는 석탄의 황 함량은 낮아야 합니다(St, d<1.5%). 터널이 많은 곳에서는 St, d<1.0%, 낮은 회분 함량(Ad≤24%)이 필요합니다. 석탄의 회분 융점이 높을수록 연화 온도 ST는 로 환기에 영향을 미치는 슬래깅을 방지하기 위해 >1200°C가 되어야 합니다. 석탄의 발열량은 세 가지 수준으로 나뉩니다. ①Qnet, ar은 20.9~23.00MJ/kg, ②Qnet, ar는 23.00~25.09MJ/kg, ③Qnet, ar≥25.09MJ/kg. 약한 점결탄을 사용하는 것이 좋으며, 비점결탄은 누출되기 쉽고 강한 점결탄은 용광로의 환기를 방해합니다.

6. 선박용 석탄

선박용 석탄은 선박의 크기가 작아서 석탄 공급이 불편하고 발열량이 높은 석탄입니다. 값이 필요합니다.

입자 크기 13~50mm, 회분 함량 Ad<14%, 발열량 Qnet, ar≥25MJ/kg, 휘발분(Vdaf) 바람직하게는 25%~40%, 융점은 13~50mm 사이인 중소괴 석탄 또는 혼합 석탄 석탄재는 ST≥1250℃입니다. 단일 종류의 석탄을 사용할 수도 있고 혼합 석탄을 사용하여 연소할 수도 있습니다. 일반적으로 무연탄과 갈탄은 선박용 혼합 석탄에 적합하지 않습니다.

7. 고로 석탄 주입

고로 제철 중 코크스 비율을 줄이기 위해 무연탄 분말, 천연가스, 중유 등의 연료 주입이 일반적으로 사용됩니다. 코크스의 일부를 대체하면 선철 비용을 줄일 수 있고, 고품질 무연탄 1톤을 주입할 때마다 800~900kg의 코크스를 절약할 수 있습니다. 미분탄 주입 비율은 24%~30%에 달할 수 있는데, 이는 코크스 사용 비용의 절반 수준이다.

주입에 사용되는 무연탄은 분쇄성이 좋아야 하며, HGI 지수가 클수록 회분 및 황 함량이 낮아야 하며, St, d<1.0%, Vdaf=약 10%, Mt<8%. 수분 함량이 높은 무연탄 분말은 주입 시 점도가 커서 석탄 분말끼리 달라붙어 주입을 방해할 수도 있습니다. 석탄재 성분의 SiO2/CaO는 1보다 작아야 합니다. 왜냐하면 CaO를 증가시키면 산성 슬래그의 점도를 낮추는 데 도움이 되기 때문입니다. 무연탄 분말의 분말도는 160 메쉬보다 크고 10% 미만이어야 하며 최대 15% 이하여야 합니다. 우리 나라의 Xinmi, Yangquan, Rujigou, Jiaozuo, Jincheng 및 기타 지역의 무연탄을 주입에 사용할 수 있습니다. 산시성 다퉁(Datong)의 고품질 약점결탄과 같이 저회분, 저유황, 폭발성이 높은 역청탄도 주입에 사용할 수 있습니다. 고변성 슈퍼 무연탄은 분말로 분쇄하기 어렵기 때문에 일반적으로 고로 주입용으로 사용되지 않습니다.

8. 소결광용 석탄

철을 만들 때 고급 철광석은 일정량의 파쇄와 선별 과정을 거쳐 용광로에서 제련될 수 있지만, 철광석은 철 함량은 용광로에서 제련될 수 있습니다. 희박 광석은 사전에 분쇄 및 세척되어야 하며 등급이 개선된 후 정광 분말, 무연탄 및 용제가 약 1300°C의 온도에서 볼로 소결된 후 로로 보내집니다. 제련을 위한 용광로에서 정광을 소결하여 블록으로 만드는 것이 소결입니다. 소결에 사용되는 석탄의 품질은 선철의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 소결에 사용되는 무연탄은 입자 크기가 0~3mm이고 회분 및 황 함량이 낮고(Ad ≤ 15%, St, d ≤ 1.0%) 발열량이 높습니다.

9. 활성탄 제조용 석탄

활성탄은 흡착 효과가 강한 활성탄 제품입니다. 활성탄은 검은색, 무미, 무취의 고체로 일반 유기용매에 녹지 않습니다. 그것은 발달된 미세 다공성 구조와 거대한 비표면적을 가지고 있으며 활성탄 1그램당 비표면적은 500-1500m2, 최대 2500m2에 도달할 수 있어 활성탄의 흡착 능력이 높습니다. 활성탄은 화학적 안정성이 높고 넓은 pH 범위에서 사용할 수 있습니다.

활성탄은 가스 및 하수 정화 역할을 할 수 있는 소수성 흡착제입니다. SO2, NO2, CO2, H2S, 염소, 수은 증기, 벤젠, 알코올, 알데히드, 페놀, 가솔린 및 기타 기체 탄화수소뿐만 아니라 오염된 습한 공기에서 다양한 박테리아, 세균, 냄새 등을 흡수할 수 있습니다. 하수 중의 각종 화학물질, 석유, 박테리아, 바이러스 등을 흡착하여 지하수 기준에 맞게 정화합니다. 활성탄은 또한 산화, 환원, 탈수소화, 합성 등의 화학반응에 사용되는 우수한 촉매 및 담체이기도 합니다. 활성탄은 식품, 의약품, 산업용 오일, 고무 가공, 석유 정제, 염색, 무기 시약 제조, 유기 합성, 가스 정화, 용액에서 귀금속 및 용매 회수, 방독면, 해독제, 항공 및 군사 분야에 널리 사용됩니다. 산업, 화재 예방 등

활성탄은 분말 형태와 과립 형태로 제공됩니다. 생산 과정에서 석탄은 600°C의 온도에서 탄화되어 휘발물질을 제거한 다음 탄화물을 900°C의 온도에서 배소하고 산소 함유 가스, 수증기, ZnCl2 및 기타 활성화제로 활성화하여 각종 오염물질이 막힌 미세기공을 열어 활성탄의 내부 표면적을 증가시켜 활성을 회복시킵니다.

모든 종류의 석탄을 활성탄 생산의 원료로 사용할 수 있습니다. 고급 역청탄과 무연탄으로 만든 활성탄은 미세 기공이 발달하고 메조 기공이 적어 가스와 증기의 흡착에 적합하며 수질 정화용 촉매 담체로도 사용할 수 있습니다. 저급 역청탄과 갈탄으로 만든 활성탄은 메조 기공이 발달하고 미세 기공이 거의 없어 가스 탈황, 탈색 및 대공 기공 촉매 담체에 적합합니다. 원료탄에 대한 요구사항은 회분 함량이 낮을수록 좋고(최대 10% 이하), 황 함량이 낮을수록 좋다는 것입니다. 입상 활성탄을 제조하려면 무연탄의 열 안정성이 필요합니다. 더 나아지기 위해.

10. 탄화칼슘 제조용 석탄

전기로에서 2200°C의 고온에서 생석회와 코크스가 반응하여 탄화칼슘(CaC2)이 생성됩니다. 탄화칼슘은 물과 반응하여 아세틸렌(C2H2)을 생성합니다. 아세틸렌은 산소와 함께 연소되어 3500°C의 고온을 생성하며, 이는 금속을 절단하는 데 사용할 수 있습니다. 화학비료, 살충제.

콜라나 무연탄을 사용하여 탄화칼슘을 만들 수 있습니다. 무연탄의 품질 요구 사항: 높은 고정 탄소 함량, 휘발분 Vdaf <10%, 낮은 회분 함량(Ad <7.0%), 총 황 St, d≤1.5%, 인 함량 Pd <0.04%, 석탄 밀도 1.6g 미만 /cm3이 바람직하며, 입자크기는 3~40mm가 바람직하다.

11. 부식산을 만드는 석탄

후민산을 만드는 데는 일반적으로 팻, 어린 갈탄, 풍화 역청탄, 부식산 함량이 높은 심하게 풍화된 무연탄이 사용됩니다. 석탄의 부식산 수율은 30%를 초과해야 하며, 석탄의 회분 함량은 40%를 초과해서는 안 됩니다. 석탄재 성분에는 산화칼륨과 오산화인이 더 많이 함유되어 있어야 다양한 비료 효과를 지닌 복합비료로 만들 수 있습니다.

12. 몬탄왁스 추출용 석탄

만왁스는 경공업, 화학공업에 있어서 없어서는 안 될 원료이며, 케이블, 가죽구두약, 복사지 등을 만드는 데 없어서는 안 될 원료이다. 전자 제품. 몬탄 왁스 추출에 적합한 석탄은 어린 갈탄이며 벤젠 추출물 EB, d>3%가 필요하고 회분 함량이 너무 높지 않아야 합니다. 오래된 갈탄은 왁스 함량이 낮아 원료로 적합하지 않습니다.

13. 시멘트 산업용 석탄

대형 및 중형 시멘트 공장의 벽돌 가마에서 소성하는 데 사용되는 석탄은 석탄 품질에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 우선, 석탄의 회분 함량은 낮을수록 좋습니다. 일반적으로 Ad는 20~26% 범위에서 요구됩니다. 회분 함량이 너무 높고 석탄의 발열량이 너무 낮아 클링커 연소 온도(1450°C 이상, 연소 불꽃 온도가 1600~1700°C에 도달)에 도달합니다. >21MJ/kg. 저온은 클링커에 영향을 미칩니다. 석탄회 구성이 시멘트에 영향을 미치기 때문에 시멘트의 안정성과 강도(라벨)가 감소합니다. 석탄의 휘발성 함량은 Vdaf > 25%이어야 하며 40%를 초과해서는 안 됩니다. 휘발분 함량이 적당하고 불꽃이 밝으며 온도가 빠르게 상승하고 클링커의 품질이 좋으며 석탄의 황 함량은 St, d<3% 석탄 유형은 원료탄, 1/3 원료탄입니다. , 비 점결 석탄, 약한 점결 석탄 및 1/2 중간 점결 석탄 등이 더 적합하며 석탄 혼합도 사용할 수 있습니다. 가장 적합한 입자 크기는 다진 석탄, 미분탄, 혼합 석탄 및 기타 작은 입자 크기로 석탄 분쇄의 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 입자 크기가 너무 미세하면 자연 발화 및 폭발이 발생하기 쉬워 안전하지 않습니다. .

14. 세라믹 산업용 가마용 석탄

세라믹 산업용 가마에서는 장작, 석탄, 석유, 가스, 천연가스를 연료로 사용하거나 전기를 사용할 수 있습니다. 석탄을 연료로 사용할 때 석탄 품질에 대한 요구 사항은 발열량 Qnet, ar≥21MJ/kg, 휘발분 함량 Vdaf 25% ~ 30%, 회분 함량 Ad≤20%, 회분 융점 ST≥1300℃, 황 함량 St, d< 2%.

15. 산업용 보일러의 용도 및 석탄 소비

(1) 산업용 보일러

보일러는 증기 및 온수를 생산하는 장비입니다. 용도에 따라 동력보일러(화력발전소), 산업용 보일러 및 난방보일러, 폐열보일러로 구분됩니다. 동력보일러는 고온·고압 과열증기를 생산하고, 산업용 보일러는 포화증기나 중·저압 과열증기를 생산하며, 난방보일러는 저압 포화증기와 온수만 생산한다. 산업용 보일러는 화학 산업, 제지, 인쇄 및 염색, 섬유 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 우리나라에는 수십만 개의 산업용 난방 보일러가 있으며 연간 석탄 소비량은 거의 4×108t입니다. 중국 석탄 생산량의 약 30%를 차지한다.

(2) 산업용 보일러 분류

층상로: 연료는 화격자 위에 층으로 퍼지고 공기는 화격자 아래로 보내집니다. 연료의 일부는 화격자 위에서 연소되고 일부는 용광로에서 연소되므로 더 많은 석탄을 저장할 수 있고 안정적인 연소를 보장할 수 있습니다. 작동 모드에 따라 수동로, 연쇄로, 스토커로, 진동 화격자로 나눌 수 있습니다.

현탁 연소로: 미분탄로라고도 하며 화격자가 없고 로 안에서 연료가 부유 상태로 연소되는 것으로 연소 안정성은 떨어지나 연소 효과가 좋고 연소 정도가 좋다. 기계화도가 높아 대형로에 적합합니다.

연료 공급로: 석탄을 특정 입자 크기로 분쇄하고 화격자 아래에서 더 높은 압력의 공기를 보내고 연료층을 특정 높이까지 불어 연소시킵니다. 연료는 연소 과정을 완료하기 위해 용광로에서 위아래로 굴러갑니다. 이로는 저품질 석탄, 오일 셰일, 석탄 맥석, 석탄을 태울 수 있지만 비산회 양이 많고 열 손실이 크고 전력 소비가 큽니다. 파이프는 마모되거나 찢어지기 쉽습니다.

(3) 다양한 산업용 보일러에 대한 석탄 품질 요구 사항

연쇄로: 석탄 Qnet의 발열량, ar은 일반적으로 19~21MJ/kg이고 휘발분 Vdaf> 15%, 회분 융점 ST>1200℃, 약한 슬래깅 특성을 사용하며, 입자 크기는 10~50mm입니다. 증기용량 10~75t/h의 중형보일러에 적합합니다.

진동화격로: 2~10t/h 용량의 보일러에 사용되며, 저휘발성 유연탄, 무연탄에 적합하며 굳음이 심하고 회분이 적은 석탄에는 적합하지 않습니다. 녹는점이 높고 수분 함량이 높습니다. 화격자의 진동으로 인해 석탄 누출 및 과도한 비산회가 발생하기 쉽습니다.

왕복형 푸시 화격로: 회분 함량이 높고 수분 함량이 높으며 석탄 등급이 낮은 석탄을 사용할 수 있습니다. 무연탄과 강한 점결성 역청탄은 6t/h의 소형 보일러에 사용하기에 적합하지 않습니다.

석탄로: 다양한 석탄 유형에 적합하지만 입자 크기는 30~40mm 범위 내에 있어야 하고 수분 Mt는 15% 이하입니다. 증발 용량이 10t/h 미만인 보일러에 적합합니다.

현탁 연소로는 모든 종류의 석탄에 적합하지만 석탄 분쇄 장비가 필요하며 증발 용량이 75t/h 이상인 대형 및 중형 보일러에 적합합니다.

연료로는 열등탄, 유혈암, 석탄 등을 사용할 수 있다.

손으로 굽는 난로: 갈탄과 고휘발성 석탄에 적합한 띠 모양의 화격자. 무연탄에 적합한 판형 난로.

16. 국내 석탄 사용

주민, 서비스 산업, 정부 기관 및 단체가 사용하는 석탄, 겨울철 난방용 석탄, 도시 및 농촌 소규모 생산에 사용되는 석탄을 포함합니다. 우리나라 석탄 소비량의 약 10%를 차지하는 기업, 생산량의 20%, 석탄 소비량은 연간 2×108톤을 초과합니다.

유연탄 연소의 열효율은 10%에 불과하고, 연탄은 20%, 연탄은 30%, 점화된 연탄은 40~50%에 불과하다. 점화 연탄에 대한 석탄 품질 요구 사항은 다음과 같습니다: 가연성, 빠른 발화, 높은 발열량, 낮은 유황, 강한 내화성, 사용 용이성, 발열량 Qnet, ar 23~25MJ/kg, Vdaf 15% ~ 범위 내 20%, St, d<0.5%, 낮은 발화점.