Presentación de carbón semicoke y su cadena industrial

Presentación del carbón semicoke y su cadena industrial

El carbón semicoke, también conocido como semicarbón, se produce a partir de los excelentes bloques de carbón lodo jurásico abundantes en el campo minero de Shenfu (Shenmu + Fugu). Como un nuevo material de carbono, se utiliza ampliamente en muchos campos, como la producción de calcio carburo, la fundición de aleaciones de hierro, la inyección en hornos altos, el combustible para calderas, el combustible doméstico, la producción de gas industrial, etc.

La producción de carbón semicoke se basa principalmente en la pirólisis a baja temperatura, y la temperatura de pirólisis generalmente se controla entre 600 °C y 750 °C. Durante el proceso de producción de carbón semicoke, se generan subproductos como gas y alquitrán de carbón.

La capacidad de producción de carbón semicoke en China se distribuye principalmente en las regiones de Shaanxi, Xinjiang, Inner Mongolia, Ningxia y Hebei. Entre ellas, Shaanxi (con una proporción de capacidad de aproximadamente 48%) y Xinjiang (con una proporción de capacidad de aproximadamente 37.5%) son las dos regiones con la mayor proporción de capacidad de producción de carbón semicoke en China. La capacidad de Shaanxi se concentra principalmente en Shenmu de Yulin (con una proporción de capacidad de aproximadamente 27%) y la región de Fugu (con una proporción de capacidad de aproximadamente 19%). La capacidad de Xinjiang se concentra principalmente en la región de Hami (con una proporción de capacidad de aproximadamente 20%).

El calcio carburo es el sector de consumo más importante de la cadena de valor del carbón semicoke; en la fundición de aleaciones de hierro, el carbón semicoke se utiliza principalmente en la fundición de hierro silicio; como un nuevo combustible de inyección en hornos altos, la sustitución del carbón de inyección tradicional en el campo de la inyección en hornos altos podría ser un sector con un incremento de consumo más destacado en el futuro.

Presentación del carbón semicoke y su cadena industrial

El carbón semicoke, también conocido como semicarbón, se produce a partir de los excelentes bloques de carbón lodo jurásico abundantes en el campo minero de Shenfu (Shenmu + Fugu). Como un nuevo material de carbono, con sus características de alto carbono fijo, alta resistividad específica, alta actividad química, bajo contenido de ceniza, bajo aluminio, bajo azufre y bajo fósforo, se utiliza ampliamente en campos como la producción de calcio carburo, la fundición de aleaciones de hierro, la inyección en hornos altos, la producción de gas industrial, etc., convirtiéndose en un material de carbono irreemplazable.

La estructura del carbón semicoke es en bloques, con un tamaño de partícula generalmente entre 0 - 80 mm y un color negro pálido. De acuerdo con la diferencia en el tamaño de partícula, el carbón semicoke se puede clasificar en bloques grandes (> 40 mm), bloques medianos (18 - 40 mm), bloques pequeños (8 - 18 mm) y polvo de carbón semicoke (< 8 mm).

Proceso de producción del carbón semicoke

La producción de carbón semicoke se basa principalmente en la pirólisis a baja temperatura (es decir, el proceso de pirólisis a baja temperatura del carbón en ausencia de aire), y la temperatura de pirólisis generalmente se controla entre 600 °C y 750 °C. Durante el proceso de producción de carbón semicoke, se generan subproductos como gas y alquitrán de carbón. Para la producción de carbón semicoke, se utilizan principalmente carbones bituminosos con bajo o nulo poder de aglutinación y alto contenido de volátiles, como carbón de llama larga, carbón no pegajoso y carbón débilmente pegajoso.

Presentación del carbón semicoke y su cadena industrial

Los hornos tradicionales de carbón semicoke incluyen los de calentamiento externo y los de calentamiento interno. Los hornos de calentamiento externo utilizan la combustión en canalones para la pirólisis, tienen un diseño de horno complejo, una baja eficiencia térmica y una inversión aproximadamente tres veces mayor que la de los hornos de calentamiento interno. Los hornos de carbón semicoke de calentamiento interno son principalmente el horno vertical de tres secciones desarrollado por la Academia de Energía de Anshan, el Instituto de Diseño Metálico de Shaanxi y Shenmu Sanjiang. La capacidad de un solo horno del horno de carbón semicoke SJ - V de Shenmu Sanjiang alcanza 200.000 toneladas / año, y el límite inferior del tamaño de partícula del carbón de origen utilizado es de 3 mm. (Análisis de la situación actual de la industria del carbón semicoke de Yulin y su desarrollo de alta calidad, China Ferroalloy Net)

En la actualidad, el horno de carbón semicoke más utilizado en el mercado es el horno vertical de tres secciones (de calentamiento interno), y el horno de pirólisis a baja temperatura SJ es el más común. La instalación de producción de carbón semicoke se compone principalmente de secciones de preparación de carbón, carbonización, cribado y transporte, y purificación de gas.

Presentación del carbón semicoke y su cadena industrial

Situación de la capacidad de producción de carbón semicoke

Hasta 2021, la capacidad anual de producción de carbón semicoke en China era de aproximadamente 131 millones de toneladas, y la capacidad se distribuía principalmente en las regiones de Shaanxi, Xinjiang, Inner Mongolia, Ningxia y Hebei. Entre ellas, Shaanxi (con una proporción de capacidad de aproximadamente 48%) y Xinjiang (con una proporción de capacidad de aproximadamente 37.5%) son las dos regiones con la mayor proporción de capacidad de producción de carbón semicoke en China. La capacidad de Shaanxi se concentra principalmente en Shenmu de Yulin (con una proporción de capacidad de aproximadamente 27%) y la región de Fugu (con una proporción de capacidad de aproximadamente 19%). La capacidad de Xinjiang se concentra principalmente en la región de Hami (con una proporción de capacidad de aproximadamente 20%).

En las principales áreas de producción de carbón semicoke de China, Yulin de Shaanxi y Hami de Xinjiang, el carbón de origen es carbón de llama larga. Sin embargo, debido a las diferencias en la calidad del carbón y los procesos de pirólisis, la calidad de los productos de carbón semicoke varía significativamente.

Las principales características de los productos de carbón semicoke de Yulin son: 1) una alta recuperación combinada de aceite y gas, aproximadamente 0.6 toneladas de carbón semicoke, 0.06 toneladas de alquitrán de carbón y 600 m³ de gas se generan a partir de la pirólisis de 1 tonelada de carbón de origen; 2) una excelente calidad de los productos de carbón semicoke, con un buen tamaño de partícula, propiedades mecánicas adecuadas, un contenido de carbono fijo superior al 80% y una excelente capacidad de reducción. El carbón semicoke de Yulin también tiene características como alta actividad química, muy bajo contenido de ceniza y muy bajo azufre, es adecuado para campos como la producción de aleaciones de hierro, el calcio carburo y la química, puede satisfacer los requisitos de los procesos de producción de la industria metalúrgica actual y ahora se exporta a Rusia, Japón y otros países. (Observación de Yumei, Explorando el Mundo de la "Magnesia" | Carbón Semicoke - Un Nuevo Combustible Limpio que Promueve la Producción Verde de Magnesio Metálico)

Las principales características de los productos de carbón semicoke de Hami son: 1) una alta recuperación de aceite y gas, aproximadamente 0.5 toneladas de carbón semicoke, 0.1 toneladas de alquitrán de carbón y 900 m³ de gas se generan a partir de la pirólisis de 1 tonelada de carbón; 2) una calidad más baja de los productos de carbón semicoke, con un contenido de ceniza más alto y una tasa de polvo más alta, con más del 70% de polvo de carbón semicoke ≤ 6 mm. La mayoría se utiliza como carbón para energía, y solo una pequeña cantidad de bloques de carbón semicoke se mezclan con carbón para ser utilizados en la producción de calcio carburo, aleaciones de hierro, etc.

Introducción a la cadena industrial del carbón semicoke

En el extremo de la materia prima, el carbón semicoke se produce principalmente a partir de carbón de origen (carbón de llama larga, carbón no pegajoso, carbón débilmente pegajoso, etc.). En promedio, se necesitan 1.6 - 1.7 toneladas de carbón de origen para producir 1 tonelada de carbón semicoke. Al mismo tiempo, se obtienen subproductos como alquitrán de carbón y gas (aproximadamente 0.1 - 0.16 toneladas de alquitrán de carbón y 900 - 1500 m³ de gas).

En el extremo del consumo final, el carbón semicoke se utiliza ampliamente en la producción de calcio carburo, la fundición de aleaciones de hierro, la inyección en hornos altos (sustituyendo el carbón anthracítico), el combustible para calderas, el combustible doméstico, la producción de gas industrial, etc.

Entre ellos, el calcio carburo (calcio carburo, es un importante materia prima básica de la industria química, se utiliza principalmente para producir gas acetileno, también se utiliza en la síntesis orgánica, la soldadura con oxiacetileno, etc.) es el sector de consumo más importante de la cadena de valor del carbón semicoke. En promedio, se consumen aproximadamente 0.85 toneladas de carbón semicoke para la producción de cada tonelada de calcio carburo. En 2021, la producción total de calcio carburo en China fue de aproximadamente 13.922 millones de toneladas, lo que equivale a un consumo de aproximadamente 11.83 millones de toneladas de carbón semicoke, representando el 22.3% de la producción total de carbón semicoke en 2021. Según los datos de MYSTEEL, hasta 2022, la capacidad de producción de calcio carburo en China era de aproximadamente 40.145 millones de toneladas, un aumento de 1.645 millones de toneladas en comparación con 2021.

Además, en la fundición de aleaciones de hierro, el carbón semicoke se utiliza principalmente en la fundición de hierro silicio (Nota: La Norma Metálica China (YB/T034 - 92) establece los requisitos técnicos del carbón para aleaciones de hierro, con un tamaño de partícula de 2 - 8 mm, 8 - 20 mm y 8 - 25 mm. Por lo tanto, el carbón semicoke utilizado en la fundición de hierro silicio es el carbón semicoke de tamaño pequeño). En promedio, se consumen aproximadamente 1.15 - 1.2 toneladas de carbón semicoke para la producción de cada tonelada de hierro silicio. Según los datos de Ferroalloy Online, en 2021, la producción total de hierro silicio en China fue de aproximadamente 8.56 millones de toneladas, lo que equivale a un consumo de aproximadamente 6.74 millones de toneladas de carbón semicoke, representando el 12.7% de la producción total de carbón semicoke en 2021. Hasta 2021, la capacidad de producción de hierro silicio en China era de aproximadamente 10.20 millones de toneladas.

Finalmente, como un nuevo combustible de inyección en hornos altos, la sustitución del carbón de inyección tradicional en el campo de la inyección en hornos altos por el carbón semicoke podría ser un sector con un incremento de consumo más destacado en el futuro. Calculando con una producción de acero líquido de aproximadamente 870 millones de toneladas en China en 2021 y una tasa de inyección de carbón de 145 kg/t (nivel promedio de las principales empresas siderúrgicas del país), se necesitan aproximadamente 126 millones de toneladas de carbón de inyección al año. Si se estima que el carbón semicoke sustituye al 30% del carbón de inyección, se necesitarían 37.8 millones de toneladas de carbón semicoke, lo que representa un vasto sector de consumo. En la actualidad, grupos siderúrgicos chinos como Shougang, Pangang, Jiugang, Angang, Baosteel y Xinxing Ductile Iron Pipes han realizado análisis y experimentos de inyección de carbón semicoke en hornos altos.

Los subproductos generados en el proceso de producción de carbón semicoke (pirólisis a baja temperatura), el gas y el alquitrán de carbón, también se pueden utilizar adecuadamente: