Semi-coke dihasilkan daripada blok batu bara Jurasia berkualiti tinggi yang melimpah dalam ladang batu bara Shenfu (Shenmu + Fugu). Sebagai sejenis bahan karbon baharu, ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti kalsium karbida, ferroaloi, suntikan relau besi, bahan api boiler, bahan api awam, dan pengeluaran gas perindustrian.
Pengeluaran semi-coke terutamanya bergantung kepada karbonisasi suhu rendah, dengan suhu karbonisasi biasanya dikawal antara 600℃ dan 750℃. Semasa proses pengeluaran semi-coke, hasil sampingan seperti gas batu bara dan minyak batu bara juga dihasilkan.
Kapasiti pengeluaran semi-coke di China terutamanya diedarkan di Shaanxi, Xinjiang, Mongolia Dalam, Ningxia, dan Hebei. Antara ini, Shaanxi (dengan peratusan kapasiti pengeluaran sekitar 48%) dan Xinjiang (dengan peratusan kapasiti pengeluaran sekitar 37.5%) adalah dua kawasan dengan kapasiti pengeluaran semi-coke terbesar di China. Di Shaanxi, kapasiti terutamanya tertumpu di Shenmu (kira-kira 27% daripada kapasiti pengeluaran) dan kawasan Fugu (kira-kira 19% daripada kapasiti pengeluaran). Di Xinjiang, kapasiti terutamanya tertumpu di kawasan Hami (kira-kira 20% daripada kapasiti pengeluaran).
Kalsium karbida adalah bidang penggunaan terbesar untuk semi-coke; semi-coke terutamanya digunakan dalam peleburan ferosiilikon dalam pengeluaran ferroaloi; sebagai bahan api suntikan relau besi baharu, semi-coke dianggap sebagai kawasan potensi untuk peningkatan penggunaan yang significant di masa depan dalam bidang suntikan relau besi, menggantikan arang suntikan tradisional.
Pengenalan mengenai Semi-coke dan Rantai Industriya
Semi-coke, juga dikenali sebagai semi-coke, dihasilkan daripada blok batu bara Jurasia berkualiti tinggi yang melimpah dalam ladang batu bara Shenfu (Shenmu + Fugu). Sebagai sejenis bahan karbon baharu, ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti kalsium karbida, ferroaloi, suntikan relau besi, dan pengeluaran gas perindustrian kerana cirinya iaitu karbon tetap tinggi, ketumpatan elektrik tinggi, aktiviti kimia tinggi, kandungan abu rendah, aluminium rendah, sulfur rendah, dan fosforus rendah, menjadikannya bahan karbon yang tidak dapat digantikan.
Struktur semi-coke berbentuk bongkah, dengan saiz zarah biasanya antara 0-80mm, dan warnanya adalah hitam pucat. Bergantung kepada saiz zarah, semi-coke boleh dikelaskan kepada bahan besar (>40mm), bahan sederhana (18-40mm), bahan kecil (8-18mm), dan debu arang (<8mm).
Proses Pengeluaran Semi-coke
Pengeluaran semi-coke terutamanya bergantung kepada penuangan kering suhu rendah (proses pirolisis batu bara di bawah keadaan pengasingan udara pada suhu rendah), dengan suhu penuangan kering biasanya dikawal antara 600℃ dan 750℃. Semasa pengeluaran semi-coke, hasil sampingan seperti gas batu bara dan minyak batu bara juga dihasilkan. Jenis-jenis utama batu bara yang digunakan untuk menghasilkan semi-coke termasuk batu bara nyala panjang, batu bara tak lekat, dan batu bara lembut lekat, iaitu batu bara tak lekat atau lembut lekat dengan kandungan bahan meruap sederhana hingga tinggi.
Pengenalan mengenai semi-coke dan rantai industriya
Relau semi-coke tradisional termasuk jenis pemanasan luar dan pemanasan dalam. Jenis pemanasan luar menggunakan kaedah pemanasan saluran api untuk penuangan kering, yang mempunyai reka bentuk relau yang rumit, kecekapan haba rendah, dan kos pelaburan sekitar tiga kali ganda jenis pemanasan dalam. Relau semi-coke pemanasan dalam terutamanya adalah jenis tiga bahagian tegak yang dibangunkan oleh Institut Tenaga Haba Anshan, Institut Rekabentuk Metalurgi Shaanxi, dan Shenmu Sanjiang, di antara mana relau semi-coke jenis SJ-V yang dibangunkan oleh Shenmu Sanjiang mempunyai kapasiti relau tunggal sebanyak 200,000 ton setahun, dengan had bawah saiz zarah arang mentah mencapai 3mm. (China Ferroalloy Network "Analisis Keadaan Semasa dan Pembangunan Berkualiti Tinggi Industri Semi-coke Yulin")
Kini, jenis relau semi-coke yang digunakan utama dalam pasaran adalah jenis tiga bahagian tegak (pemanasan dalam), terutamanya relau penuangan kering SJ suhu rendah. Kemudahan semi-coke terutamanya terdiri daripada bahagian-bahagian untuk penyediaan arang, karbonisasi, saringan dan pengangkutan, dan penulenan gas batu bara.
Sehingga tahun 2021, kapasiti pengeluaran tahunan semi-coke di China adalah kira-kira 131 juta ton, dengan kapasiti terutamanya diedarkan di kawasan Shaanxi, Xinjiang, Mongolia Dalam, Ningxia, dan Hebei. Antara ini, Shaanxi (dengan peratusan kapasiti sekitar 48%) dan Xinjiang (dengan peratusan kapasiti sekitar 37.5%) adalah dua kawasan dengan kapasiti pengeluaran semi-coke terbesar di negara. Kapasiti di Shaanxi terutamanya tertumpu di kawasan Shenmu (dengan peratusan kapasiti sekitar 27%) dan Fugu (dengan peratusan kapasiti sekitar 19%). Di Xinjiang, kapasiti terutamanya tertumpu di kawasan Hami (dengan peratusan kapasiti sekitar 20%).
Kawasan pengeluaran utama semi-coke di China, iaitu Yulin di Shaanxi dan Hami di Xinjiang, menggunakan batu bara nyala panjang sebagai bahan mentah. Walau bagaimanapun, disebabkan perbezaan khas dalam kualiti batu bara dan perubahan dalam proses pirolisis, terdapat perbezaan yang significant dalam kualiti produk semi-coke.
Ciri-ciri utama produk semi-coke dari Yulin adalah: 1) hasil komprehensif minyak dan gas yang tinggi, dengan 1 ton arang mentah menghasilkan kira-kira 0.6 ton semi-coke, bersama dengan hasil sampingan 0.06 ton minyak batu bara dan 600 m³ gas batu bara; 2) kualiti produk yang cemerlang, dengan saiz zarah yang baik, sifat mekanikal yang sesuai, kandungan karbon tetap melebihi 80%, dan prestasi penurunan yang unggul. Semi-coke Yulin juga menunjukkan aktiviti kimia yang tinggi, kandungan abu yang sangat rendah, dan kandungan sulfur yang sangat rendah, menjadikannya sesuai untuk bidang seperti ferroaloi, kalsium karbida, dan kimia, dan ia memenuhi keperluan proses pengeluaran semasa industri metalurgi. Ia telah dieksport ke negara seperti Rusia dan Jepun.
Ciri-ciri utama produk semi-coke dari Hami adalah: 1) hasil minyak dan gas yang tinggi, dengan 1 ton arang menghasilkan kira-kira 0.5 ton semi-coke, bersama dengan hasil sampingan 0.1 ton minyak batu bara dan 900 m³ gas batu bara; 2) kualiti produk yang agak lemah, dengan kandungan abu yang lebih tinggi dan kadar serbuk yang lebih tinggi, di mana buih arang ≤6mm melebihi 70%. Ia terutamanya digunakan sebagai arang panas untuk pembakaran, dengan hanya sedikit jumlah semi-coke bongkah dicampurkan dengan arang digunakan untuk pengeluaran kalsium karbida dan ferroaloi.
Pengenalan mengenai Rantai Industri Semi-coke
Di hujung bahan mentah, Semi-coke terutamanya menggunakan arang mentah (batu bara nyala panjang, batu bara tak lekat, batu bara lembut lekat, dll.) untuk pengeluaran, dengan penggunaan purata 1.6-1.7 ton arang mentah diperlukan untuk menghasilkan 1 ton Semi-coke. Selain itu, hasil sampingan seperti minyak batu bara dan gas batu bara boleh diperoleh (kira-kira 0.1-0.16 ton minyak batu bara dan sekitar 900-1500 m³ gas batu bara).
Di hujung penggunaan pengguna akhir, Semi-coke digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang termasuk pengeluaran kalsium karbida, peleburan ferroaloi, suntikan relau besi (sebagai pengganti arang antrakit), bahan api boiler, bahan api awam, dan pengeluaran gas perindustrian.
Antara ini, kalsium karbida (kalsium karbida, bahan mentah kimia asas penting, terutamanya digunakan untuk menghasilkan gas asetilena, dan juga untuk sintesis organik, pembesaran oksiasetilena, dll.) adalah kawasan penggunaan terbesar Semi-coke di hujung bawah, dengan penggunaan purata sekitar 0.85 ton Semi-coke diperlukan untuk menghasilkan 1 ton kalsium karbida. Pada tahun 2021, pengeluaran kalsium karbida di China jumlahnya kira-kira 13.922 juta ton, setara dengan penggunaan sekitar 11.83 juta ton Semi-coke, menyumbang 22.3% daripada jumlah pengeluaran Semi-coke pada tahun 2021. Menurut data MYSTEEL, sehingga tahun 2022, kapasiti pengeluaran kalsium karbida di China adalah kira-kira 40.145 juta ton, meningkat sebanyak 1.645 juta ton berbanding tahun 2021.
Selain itu, Semi-coke terutamanya digunakan dalam peleburan ferosiilikon dalam peleburan ferroaloi (Catatan: Standard metalurgi China (YB/T034-92) menetapkan keperluan teknikal untuk arang ferroaloi, memerlukan saiz zarah 2-8mm, 8-20mm, dan 8-25mm. Oleh itu, Semi-coke yang digunakan untuk peleburan ferosiilikon adalah Semi-coke bahan kecil), dengan penggunaan purata sekitar 11.5-12 ton Semi-coke diperlukan untuk setiap ton ferosiilikon. Menurut data ferroaloi secara online, pada tahun 2021, pengeluaran ferosiilikon di China jumlahnya kira-kira 8.56 juta ton, setara dengan penggunaan sekitar 6.74 juta ton Semi-coke, menyumbang 12.7% daripada jumlah pengeluaran Semi-coke pada tahun 2021. Sehingga tahun 2021, kapasiti pengeluaran ferosiilikon di China adalah kira-kira 10.2 juta ton.
Akhirnya, sebagai bahan api suntikan relau besi baharu, Semi-coke dianggap sebagai kawasan potensi untuk peningkatan penggunaan yang significant di masa depan dalam bidang suntikan relau besi, menggantikan arang suntikan tradisional. Dengan pengeluaran besi babi nasional kira-kira 870 juta ton pada tahun 2021 dan nisbah arang suntikan 145 kg/t (peringkat purata perusahaan keluli utama di seluruh negara), dianggarkan bahawa sekitar 126 juta ton arang suntikan diperlukan setiap tahun di China. Jika Semi-coke menggantikan 30% daripada arang suntikan, kira-kira 37.8 juta ton Semi-coke akan diperlukan, mewakili kawasan penggunaan yang luas. Kini, penyelidikan dan analisis eksperimen mengenai penggunaan Semi-coke untuk suntikan relau besi telah dijalankan oleh syarikat seperti Kumpulan Shougang, Panzhihua Steel, Jiugang, Ansteel, Baosteel, dan Xinxing Ductile Iron Pipes.
Hasil sampingan yang dihasilkan dalam proses pengeluaran Semi-coke (penuangan kering suhu rendah), gas batu bara dan minyak batu bara, juga boleh dimanfaatkan sepenuhnya:
Gas batu bara boleh digunakan sebagai bahan mentah untuk penghasilan hidrogen dalam penghidrogenan minyak batu bara (17.7% pada tahun 2020); sebagai bahan api untuk peleburan logam magnesium (17.7% pada tahun 2020), dan penjanaan kuasa (64.6% pada tahun 2020); ia juga boleh ditapis lebih lanjut menjadi etilena glikol, metanol, LNG, dll. (arah perkembangan baharu).
Minyak batu bara terutamanya digunakan untuk penghidrogenan minyak batu bara untuk menghasilkan petrol tradisional, diesel, dll. Ia juga boleh dihasilkan melalui pengekstrakan dan cara lain untuk mendapatkan fenol, minyak naftena, aromatik, dll.