يُعدّ فحم الكوك البترولي بديلاً نظيفاً وفعالاً للفحم، وله مزايا تفوق الوقود الصلب التقليدي. ويُستخدم على نطاق واسع في مصانع الأسمنت والطاقة، كما يدعم صناعات مثل الجرافيت والصلب والألمنيوم والزجاج والدهانات والأسمدة والورق.
إذا كنت مهتمًا بكوك البترول وعملية سحقه وطحنه، فيرجى قراءة هذه المدونة بعناية.
ما هو كوك البترول
فحم البترول (الكوك البترولي) هو منتج ثانوي صلب غني بالكربون ناتج عن تكرير البترول وتكسيره، ويحتوي على معادن ثقيلة وكبريت وهيدروجين. وقد أدت الابتكارات في مجال استخلاص البيتومين مؤخرًا إلى زيادة إنتاجه.
الصيغة الكيميائية للكوك البترولي هي CnH₂n . وهو صلب وهش، ويتراوح حجمه بين 0 و50 مم. تُعدّ الولايات المتحدة والصين والهند والمملكة العربية السعودية وكندا وروسيا أكبر منتجي الكوك.
هذا الكوك الأسود الصلب هو وقود أحفوري مثل الفحم، ولكن لماذا هو أكثر شعبية من الفحم؟
فحم البترول مقابل الفحم
صفات | فحم البترول | الفحم |
| تشكيل | منتج ثانوي لعملية التفحيم | تحدث بشكل طبيعي |
| HGI (قياس الصلابة) | 35–40 | 50-55، أصعب في الطحن |
| كثافة | ≤1.4 جم/سم 3 | 1.05–1.70 جم/سم 3 |
| محتوى الكربون | 85%–99% | 55%–60% |
| محتوى الرماد | 0.5%–1% | 14%–20% |
| محتوى الكبريت | 0.2%–7% | أدنى |
| القيمة الحرارية | 8000–10000 وحدة حرارية بريطانية/رطل | 3,800–5,500 وحدة حرارية بريطانية/رطل |
| الاستخدامات | يتم استخدامه كوقود ومواد خام لمنتجات مثل الملونات والدهانات والطلاءات وما إلى ذلك | يستخدم كوقود |
| أمان | مستقر للغاية، قليل المواد المتطايرة. قد يُلوّث الهواء وينفجر. | قد تشتعل تلقائيًا وتسبب انفجار الغبار عند تعرضها للهب المكشوف |
نتيجةً لذلك، يتميز فحم البترول بمحتوى كربوني وقيمة حرارية أعلى، ورماد أقل، واستقرار أعلى. ويمكن الحصول على حرارة أعلى بأمان وموثوقية باستخدام وقود أقل.
علاوةً على ذلك، يتميز فحم البترول بانخفاض تكلفة إنتاجه وربحيته العالية، إذ يتراوح سعره بين 30 و120 دولارًا للطن، كما يسهل تصديره، مما يجعله مصدرًا جذابًا للوقود للدول النامية.
أنواع فحم البترول
يمكن تصنيف فحم البترول على نطاق واسع إلى خمسة أنواع، وفقًا لخصائصه واستخداماته الصناعية: فحم البترول عالي الجودة، وفحم البترول المكلس (CPC)، وفحم الإبرة، وفحم الإسفنج، وفحم الكوك الكروي.
1. فحم الكوك الصالح للوقود
فحم الكوك الوقودي هو فحم بترولي منخفض الجودة يحتوي على شوائب من الكبريت والمعادن الثقيلة. وهو الأكثر شيوعًا وبأسعار معقولة، ويُستخدم في توليد الطاقة وأفران الأسمنت. يُصدّر حوالي 80% من الإنتاج العالمي، ومعظمه من الولايات المتحدة، إلى الصين لتوليد الطاقة الحرارية.
2. فحم البترول المكلس (CPC)
يُصنع فحم البترول المُكلس (CPC) عن طريق تحميص فحم البترول الخام (المعروف بالكوك الأخضر) لإزالة المواد المتطايرة والرطوبة. يزيد هذا الخبز من محتواه الكربوني، مما يُسهّل استخدامه في صناعات صهر الألومنيوم وإنتاج الصلب.
3. إبرة الكوك
فحم الكوك الإبري هو فحم بترولي عالي الجودة، يتميز ببنية إبرية، ونسبة منخفضة من الكبريت، وموصلية كهربائية عالية. مقاومته المنخفضة وتمدده الحراري يجعلانه مثاليًا لأقطاب الجرافيت وأفران الفولاذ الكهربائية.
4. كوكاكولا إسفنجية
يُنتَج فحم الكوك الإسفنجي عن طريق التكويك المؤجل. وهو أقل كثافة من أنواع الكوك الأخرى وأكثر مسامية. كما أنه أرخص من فحم الكوك الإبري، ويمتص الغازات والسوائل بكفاءة أعلى، لذا يُستخدم على نطاق واسع في إنتاج الوقود ومنتجات الألومنيوم.
5. فحم الكوك الكروي
يتشكل الكوك الكروي، أو الكوك المقذوف، من جزيئات صغيرة وصلبة أثناء عملية التكوير في درجات حرارة عالية أو من مواد خام رديئة الجودة. ونظرًا لارتفاع نسبة الكبريت فيه وصعوبة مناولته، فإن استخدامه الصناعي محدود، ولكنه يُستخدم كوقود في أفران السيراميك والزجاج والأسمنت.
كيفية طحن فحم البترول؟
من خلال أخذ مصنع طحن فحم البترول في إيران كمثال، دعونا نناقش عملية الطحن والمعدات ذات الصلة بفحم البترول.
يُعالج مصنع طحن المساحيق هذا فحم الكوك الإبري بأحجام جزيئات تتراوح بين 1.7 و30 ملم. بعد فحص المعادن، بلغت نسبة الكربون فيه 86%.
ويتطلب المشروع إنتاج 20 طنًا في الساعة، ويُستخدم المسحوق المنتج بشكل أساسي في إنتاج الجرافيت في صناعة بطاريات الليثيوم.
عملية طحن فحم البترول
الخطوة 1 التكسير : تقوم الكسارات الأولية والثانوية بسحق فحم البترول إلى قطع بحجم 15 إلى 50 ملم من أجل الطحن.
الخطوة 2 الطحن : تقوم الناقلات بتغذية المواد الصغيرة إلى الطاحونة، حيث يتم طحنها إلى مسحوق ناعم.
الخطوة 3 التصنيف : يقوم جهاز اختيار المسحوق بفرز المسحوق؛ وتعود الجزيئات غير المؤهلة لإعادة الطحن حتى تصل إلى دقة المسحوق 0-1 مم، أو 1-5 مم، أو 5-15 مم.
الخطوة الرابعة: التجميع : يدخل المسحوق المُعَدّ إلى نظام تجميع المسحوق بفعل تدفق الهواء. يُرسَل المسحوق النهائي إلى صومعة المنتج النهائي بواسطة ناقل، ثم يُعبأ بواسطة شاحنة خزان المسحوق أو آلة التعبئة الأوتوماتيكية.
الخطوة 5 المنتج النهائي : يتم قياس مسحوق الكوك البترولي ووزنه مع المواد الخام والمواد الرابطة وفقًا لمتطلبات الصيغة، ثم يتم خلط المواد الخام بالتساوي وتشكيلها بلاستيكيًا في النهاية.
ملحوظة:
يجب تخزين فحم البترول في مكان جاف، وإلا سيتشكل منه مادة صلبة تُسمى "فحم الكوك الرطب". يمكن إزالتها بسهولة باستخدام خرطوم مياه عالي الضغط.
كسارات ومطاحن فحم البترول
تستطيع الكسارات تفتيت قطع كبيرة من فحم البترول بكفاءة إلى الحجم المطلوب. هذا لا يُحسّن كفاءة العمليات اللاحقة مثل الطحن والتنشيط فحسب، بل يُسهّل أيضًا التخزين والنقل.
1. كسارة الفك
كسارة الفك هي الكسارة الأساسية الأكثر استخدامًا. تعتمد مبدأ التكسير بالبثق، ويمكنها سحق قطع كبيرة من فحم الكوك البترولي.
- منفذ تغذية كبير يستوعب مواد يصل حجمها إلى 1200 ملم
- تصميم تجويف عميق يعزز إنتاج الكوك
- تتيح القدرة العالية على التكسير إنتاج ما يصل إلى 1200 طن في الساعة
- مجهزة بألواح فك من الفولاذ المنجنيز المقاوم للتآكل لإطالة عمر الخدمة
- تشغيل سلس، هيكل بسيط، ومعدل فشل منخفض
2. كسارة الأسطوانة ذات الأسنان المزدوجة
إن الكسارة الثانوية المثالية للفحم البترولي هي الكسارة الأسطوانية ذات الأسنان المزدوجة ، حيث يمكنها معالجة المواد الرطبة واللزجة مع تقليل إنتاج المسحوق الناعم.
- يقوم بسحق الكوك من خلال العمل المشترك للضغط والقص باستخدام أسطوانتين مسننتين تدوران في اتجاهين متعاكسين
- حجم التغذية: في حدود 30 ملم
- نسبة سحق كبيرة، يمكن أن يصل حجم الجسيمات إلى 2-10 مم
- تفريغ المواد بشكل موحد وشكل الجسيمات جيد
- بنية بسيطة واستبدال سريع لأجزاء التآكل (على سبيل المثال، بكرات الأسنان)
- أقل غبارًا، وأقل طاقة، وصديقًا للبيئة
تُعدّ مطاحن الطحن أساسيةً لمعالجة فحم الكوك في مصافي النفط ومحطات الطاقة، إذ تُوفّر أحجامًا دقيقةً، وتدفقًا فعالًا للمواد، وتكاليف تشغيل منخفضة. يمكنك اختيار أيّ مطحنة طحن لمصنع طحن المساحيق الخاص بك.
1. مطحنة الكرات
بعد سحق مطحنة الكرات ، يمكن إعادة تدوير موارد النفط وإعادة استخدامها، مما يوفر تكاليف الطاقة.
- يمكن أن تكون طرق الطحن جافة أو رطبة
- حجم التغذية أقل من 25 ملم
- يتيح الطحن المستمر إمكانية تلبية الإنتاج على نطاق واسع
- يمكن أن يصل حجم الجسيمات الدقيقة للمادة الناتجة إلى 20-200 شبكة
- أجزاء مقاومة للتآكل، سهلة الصيانة، عمر طويل
- تصميم محكم لمنع تسرب الغبار، صديق للبيئة وآمن
2. مطحنة غير دقيقة
تم تصميم مطحنة فائقة الدقة لسحق وطحن فحم البترول إلى جزيئات فائقة الدقة، عادة في نطاق الميكرون أو دون الميكرون.
- تستخدم شفرات دوارة عالية السرعة وأقراص طحن ثابتة لتقليل حجم الكوك من خلال القص والاحتكاك والتأثير
- كفاءة طحن عالية، سعة كبيرة
- دقة قابلة للتعديل تصل إلى 800 شبكة مع مسحوق فريد من نوعه
- مخرجات عالية الجودة، مناسبة للحبر والطلاء والمطاط والبلاستيك وغيرها من الصناعات
- يتميز بتقنية توفير الطاقة، وانبعاثات أقل، ونظام مدمج للتحكم في الغبار من أجل تشغيل آمن وصديق للبيئة
