زغال سنگ روسی

کک یک سوخت خاکستری، سخت و متخلخل مبتنی بر زغال سنگ با محتوای کربن بالا و ناخالصی های کمی است که از گرم کردن زغال سنگ یا نفت در غیاب هوا - یک فرآیند تقطیر مخرب - ساخته می شود. این یک محصول صنعتی مهم است که عمدتاً در ذوب سنگ آهن استفاده می شود، اما همچنین به عنوان سوخت در اجاق ها و آهنگرها هنگامی که آلودگی هوا نگران کننده است استفاده می شود.

اصطلاح نامشخص "کک" معمولاً به محصولی اطلاق می شود که از زغال سنگ قیری کم خاکستر و کم گوگرد توسط فرآیندی به نام کک سازی به دست می آید. محصول مشابهی به نام پترولیوم کک یا پت کک از نفت خام در پالایشگاه های نفت به دست می آید. کک نیز ممکن است به طور طبیعی توسط فرآیندهای زمین شناسی تشکیل شود.

بسیاری از منابع تاریخی مربوط به قرن چهارم تولید کک را در چین باستان توصیف می کنند. چینی ها برای اولین بار از کک برای گرم کردن و پخت و پز استفاده کردند.

کوره های کک صنعتی

تولید صنعتی کک از زغال سنگ کک سازی نامیده می شود. زغال سنگ در یک کوره بدون هوا، یک "کوره کک" یا "کوره کک سازی"، در دمای بالای 2000 درجه سانتیگراد (3600 درجه فارنهایت) اما معمولاً در حدود 1000-1100 درجه سانتیگراد (1800-2000 درجه فارنهایت) پخته می شود. این فرآیند مواد آلی موجود در زغال سنگ را تبخیر یا تجزیه می کند و محصولات فرار و مایع از جمله آب مانند گاز زغال سنگ و قطران زغال سنگ را از بین می برد. کک باقیمانده غیرفرار تجزیه، بقایای کربن و معدنی ذرات اصلی زغال سنگ به شکل یک جامد سخت و تا حدودی شیشه‌ای است.[نیازمند منبع]

محصولات جانبی اضافی کک سازی عبارتند از: قطران ذغال سنگ، آمونیاک (NH3)، سولفید هیدروژن (H2S)، پیریدین، سیانید هیدروژن و مواد مبتنی بر کربن. برخی از تأسیسات دارای کوره‌های کک‌سازی «محصول جانبی» هستند که در آن‌ها محصولات تجزیه فرار جمع‌آوری، خالص‌سازی و برای استفاده در صنایع دیگر، به عنوان سوخت یا مواد اولیه شیمیایی، جدا می‌شوند. در غیر این صورت، محصولات فرّار برای گرم کردن کوره‌های کک‌سازی سوزانده می‌شوند. این روش قدیمی‌تر است، اما هنوز برای ساخت و سازهای جدید استفاده می‌شود.

هر چه میزان مواد فرار در زغال سنگ بیشتر باشد، محصول جانبی بیشتری می تواند تولید شود. به طور کلی در نظر گرفته می شود که سطوح 26-29٪ از مواد فرار در مخلوط زغال سنگ برای اهداف کک سازی مناسب است. بنابراین انواع مختلف زغال سنگ به طور متناسب با هم مخلوط می شوند تا قبل از شروع فرآیند کک سازی به سطوح قابل قبولی از فرار برسند. اگر طیف انواع زغال سنگ بسیار زیاد باشد، کک حاصل از استحکام و محتوای خاکستر بسیار متفاوت است و معمولاً غیرقابل فروش است، اگرچه در برخی موارد ممکن است به عنوان یک سوخت گرمایشی معمولی فروخته شود. از آنجایی که کک ماده فرار خود را از دست داده است، نمی توان آن را دوباره کک کرد.

زغال سنگ کک با زغال سنگ حرارتی متفاوت است، اما از همان فرآیند اولیه تشکیل زغال سنگ ناشی می شود. زغال سنگ کک دار دارای ماسرال های متفاوتی از زغال سنگ حرارتی است، یعنی اشکال مختلف ماده رویشی فشرده و فسیل شده که زغال سنگ را تشکیل می دهد. ماسرال های مختلف از مخلوط های مختلف گونه های گیاهی و تغییرات شرایطی که در آن زغال سنگ تشکیل شده است، به وجود می آیند. زغال سنگ کک پس از سوزاندن بر اساس درصد خاکستر به وزن آن درجه بندی می شود:

فولاد درجه I (میزان خاکستر حداکثر از 15٪)

فولاد درجه II (بیش از 15٪ اما نه بیشتر از 18٪)

Washery Grade I (بیش از 18٪ اما نه بیشتر از 21٪)

Washery Grade II (بیشتر از 21٪ اما نه بیشتر از 24٪)

Washery Grade III (بیش از 24٪ اما نه بیشتر از 28٪)

Washery Grade IV (بیش از 28٪ اما نه بیشتر از 35٪)

کاربردها:

کک می تواند به عنوان سوخت و به عنوان یک عامل کاهنده در ذوب سنگ آهن در کوره بلند استفاده شود. مونوکسید کربن تولید شده از احتراق کک، اکسید آهن (هماتیت) را برای تولید آهن کاهش می دهد.

کک معمولاً به عنوان سوخت برای آهنگری استفاده می شود.

کک در دهه 1960 و اوایل دهه 1970 در استرالیا برای گرم کردن خانه استفاده شد، [نیازمند منبع] و پس از قانون هوای پاک در سال 1956، که در پاسخ به قانون بزرگ تصویب شد، برای استفاده خانگی در بریتانیا (به منظور جابجایی زغال سنگ) تشویق شد. مه دود لندن در سال 1952.

از آنجایی که مواد تشکیل دهنده دود در طی کک شدن زغال سنگ خارج می شوند، کک سوخت مطلوبی را برای اجاق ها و کوره هایی تشکیل می دهد که در آن شرایط برای سوزاندن کامل زغال سنگ قیر مناسب نیست. کک ممکن است با تولید دود کم یا بدون تولید احتراق شود، در حالی که زغال سنگ قیری دود زیادی تولید می کند. پس از ایجاد "مناطق بدون دود" در بریتانیا، کک به طور گسترده به عنوان یک سوخت بدون دود جایگزین برای زغال سنگ در گرمایش خانگی استفاده شد.

کارخانه های تقطیر پارک هایلند در اورکنی جو مالت دار را برای استفاده در ویسکی اسکاتلندی خود در کوره هایی که مخلوطی از کک و پیت می سوزانند، برشته می کند.

کک ممکن است برای تولید گاز سنتز، مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن استفاده شود.

گاز سنتز گاز آب: مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن که با عبور بخار از روی کک داغ (یا هر ذغال سنگ کربنی) ایجاد می‌شود. هیدروکربنات (گاز) یکسان است، اگرچه در اواخر قرن هجدهم به عنوان یک داروی استنشاقی که توسط توماس بدوز و جیمز وات توسعه داده شد و در زیر هواهای ساختگی طبقه بندی شد پدیدار شد.

گاز تولیدی؛ گاز چوب؛ گاز ژنراتور; گاز مصنوعی: مخلوطی از مونوکسید کربن، هیدروژن و نیتروژن که از عبور هوا از روی کک داغ (یا هر ذغال سنگی مبتنی بر کربن) ساخته می‌شود.

گاز کوره کک که از کوره‌های کک تولید می‌شود مشابه گاز سینگ با 60 درصد حجمی هیدروژن است. هیدروژن را می توان از گاز کوره کک به صورت اقتصادی برای مصارف مختلف (از جمله تولید فولاد) استخراج کرد.