Koksowni to roślina syntetyzuje koksu i wytwarzanego gazu z węgla przez sucha destylację procesu . Lotne składniki pirolizowanego węgla , uwalniane przez ogrzewanie w temperaturze od 900 ° C do 1400 ° C, są na ogół zasysane i odzyskiwane; ale są też uwalniane koksownie, w których spalane są komponenty: mówi się w tym przypadku o procesie odzysku ciepła ( odzyskiwanie ciepła ). Następnie na powierzchni uzyskanego koksu tworzy się warstwa popiołu. Odgazowanie węgla nadaje koksu wysoce pożądaną porowatość. Gazy są rozkładane przez frakcjonowaną kondensację na smoły węglowodorowe, kwas siarkowy , amoniak , naftalen , benzol i gaz koksowniczy: produkty te są następnie oczyszczane w innych reaktorach chemicznych . Niemcy utrzymuje (w 2010 roku) wciąż pięć koksowni w pracy dla potrzeb jej przemyśle krajowym.
Koks jest szczególnie poszukiwany do produkcji żeliwa (żelaza i stali) w wielkich piecach i do dziś pozostaje jego głównym zastosowaniem. Odgazowanie znacznie zmniejsza zawartość siarki, co umożliwia przemysłowi stalowemu wytwarzanie żeliwa lepszej jakości przy mniejszym zanieczyszczeniu. Poza tym popiół koksowy ma mniej więcej taki sam skład jak zwykły węgiel.
W początkach przemysłu stalowego węgiel drzewny był używany wyłącznie do produkcji rud . Surowy węgla kopalnego ( węgiel brunatny i węgiel ) lub drewna niezwęglone są odpowiednie dla metalurgii z żeliwa , ponieważ zawartość zanieczyszczeń nie dopuszcza do temperatury wystarczającej do uzyskania właściwej czcionki. Popyt na węgiel drzewny , czerpany z kopalni węgla działających bardzo podobnie do nowoczesnych koksowni, doprowadził do masowej wycinki, która trwale zniekształciła całe regiony (np. Las Ashdown w Anglii). Dopiero w XVIII th wieku możemy wyobrazić oczyścić naturalny węgiel przez koksownie. Nowe paliwo szybko wyparło całkowicie węgiel drzewny, umożliwiając masową produkcję żeliwa, a tym samym kolej .
Ogrzewanie węgla bez powietrza wytwarza koks, paliwo szczególnie bogate w węgiel , czystsze i lepszej jakości niż węgiel naturalny. Kontrola procesu umożliwia osiągnięcie określonej wydajności na następujących właściwościach:
Koks jest najczęściej używany w wielkich piecach i odlewniach . Jedną z najważniejszych właściwości koksu wielkopiecowego jest jego twardość, którą zachowuje nawet w wysokich temperaturach: tym samym służąc jako paliwo, zapewnia stabilność stosu rud żelaza i topników , podczas gdy zwykły węgiel gotowałby się i zakłócał natlenienie mieszanki.
Piec koksowniczy jest centralnym elementem koksowni. Najczęściej używane piece poziome (nadają się do monitorowania różnych stopni ekstrakcji) są przedstawiane jako wąskie komory ( szerokość ok. 50 cm ), ale wysokie i głębokie na kilka metrów. Nowoczesne przedziały oferują objętość do 100 m 3 (np. 0,5 × 6 × 32 m ). Z reguły piece te są umieszczane w baterii, oddzielone wtryskiwaczami spalin w temperaturze od 1200 do 1400 ° C, co zapewnia utrzymanie temperatury wewnętrznej. Gazy te pochodzą z odsysaczy dymu, które jednocześnie zapewniają odzysk ciepła. Dopóki znajduje się na terenie huty, gaz wielkopiecowy może być również używany do ogrzewania dolnych kondygnacji, gdzie jest mieszany z gazem wydychanym z prażenia węgla. Co pół godziny nagrzewanie baterii pieca zmienia się między bokami i górą, aby zapewnić izotropię prażenia węgla drzewnego.
Po początkowej fazie, trwającej około trzech miesięcy od jej uruchomienia, instalacja grzewcza koksowni pracuje nieprzerwanie. Zbyt szybkiemu nagrzewaniu lub zbyt gwałtownemu przerywaniu ogrzewania towarzyszą naprężenia termiczne, które powodują nieodwracalne uszkodzenie pieców.
Piece, podobnie jak wielkie piece, są od wewnątrz wyłożone ogniotrwałymi warstwami szamotu lub krzemianów . Każdy piekarnik ma trzy otwory: przednie i tylne drzwiczki, mniej więcej tak szerokie jak sam piekarnik, oraz właz wlewu / wylotu na górze. Regulacja warstw węgla poziomymi warstwami wewnątrz paleniska zapewnia olejohydrauliczna grabie.
Pokrywa to nie tylko płyta zamykająca baterię pieców: to tutaj suwnica niosąca kubeł na węgiel ładuje każdy piec z osobna. Dla pracownika odpowiedzialnego za tę operację narażenie na ryzyko jest maksymalne: pył, ciepło i płomienie sprawiają, że zadanie jest najbardziej niebezpieczne.
W zależności od rodzaju piekarnika tace na węgiel drzewny znajdują się nad baterią lub na jednym końcu. Każdy pojemnik zawiera ilość węgla drzewnego potrzebną do napełnienia piekarnika. Zbiorniki te zawierają mieszankę węgli specjalnie dobranych pod kątem jakości produkowanego koksu, uprzednio przesianego lub sproszkowanego.
Ekran to mobilny wózek na szynach, umieszczony wzdłuż jednej strony baterii piekarników. Służy do wyjmowania brykietów koksowych z pieców i transportu ich na miejsce produkcji. Jest wyposażony w przegubowe ramię, często składające się z dwóch przegubów, zdolne do zamiatania całej długości baterii piekarników. Jednostka hydrauliczna znajduje się u podstawy tego przegubowego ramienia. Przejście przed piecami wzdłuż szyn nazywa się przejściem głównym; musi umożliwiać jednoczesne przejście pracownika odpowiedzialnego za zamykanie drzwi, jak brygadzisty.
Ekran koksu z Schwelgern, Forges de Gelsenkirchen-Schalke.
Platforma mobilna koksowni Prosper.
Przedni ekran koksu ...
... i po włożeniu do piekarnika.
Gdy piec jest pełny, ładowarka wraca do zasobnika na węgiel i ładuje następny piec. Cykle są tak zliczane, że co dwie minuty można uruchamiać nowy piekarnik. Ściany pieców są stale podgrzewane. W zależności od właściwości cegieł koksowniczych i wielkości pieca pieczenie trwa od 15 do 30 godzin.
Maszyna do pieczenia w koksowni Schwelgern w Forges de Gelsenkirchen-Schalke.
Chłodnica koksowni Schwelgern
Okap chłodniczy koksowni Prosper
Ładowanie wagonu (lub koksowni )
Wyjazd do agregatu chłodniczego
Chłodzenie koksu musi być szczególnie szybkie, ponieważ w momencie zetknięcia się z otaczającym powietrzem koks, ze względu na wyjątkowo wysoką temperaturę, zaczyna być konsumowany.
Świecąca koks w drodze do chłodnicy.
Gaszenie koksu na mokro.
Wygaszony koks jest przez pewien czas przechowywany w leju w celu kontroli jakości .
Istnieją dwa sposoby na schłodzenie koksu:
Chłodzenie na mokroW 1986 r. Podczas schładzania stwierdzono od 200 g do 2 kg stałych zanieczyszczeń na tonę koksu. Dzięki nowoczesnemu procesowi znanemu jako (Coke Stabilizing Quenching) ilość ta została zredukowana do 10-15 g / t.
Chłodzenie na suchoNajczęściej przeprowadza się go za pomocą ciekłego azotu , wybranego jako gaz obojętny .
Pod środku XIX e wieku , przemysłowcy sobie sprawę z wartości gazów uwalnianych dla przemysłu chemicznego . Kolumny zapewniające wypłukiwanie gazów i separację ich składników są często montowane bezpośrednio na podstawie baterii pieca i łączone szczelnymi rurami. Gazy są zasysane przez wentylatory, które muszą jednak utrzymywać nadciśnienie między 2 mbar a 5 mbar , aby absolutnie uniknąć ryzyka eksplozji pieca po nadejściu powietrza z zewnątrz. Jeśli wentylator jest zablokowany, tworzy się flara .
Gaz węglowy jest najpierw chłodzi się i w końcu przemyto z absorbera ; następnie produkty kondensacji są oddzielane i wysyłane do różnych kanałów:
Na światowe ceny koksu eksplodować. W latach 2002 i 2004, popyt na stal wskoczył cenę koksu produkowanego w Chinach od $ 80 do prawie $ 350 , cena ponad czterokrotnie, a wzrost trzykrotnie większy niż stali jednocześnie. Sam.
W tym samym czasie Chińczycy zdemontowali nowoczesną koksownię Kaiserstuhl w Dortmundzie w Zagłębiu Ruhry i odbudowali ją w Chinach. Ostatni zakład chłodzony na sucho w Niemczech nie był w stanie przejąć, ponieważ grupa Thyssenkrupp skonsolidowała swoje huty żeliwa i stali w Dortmundzie i Duisburgu .
Trzy ostatnie działające koksownie w Zagłębiu Ruhry : koksownia ArcelorMittal Prosper w Bottrop , koksownia Carbonaria / ThyssenKrupp w Duisburgu - Schwelgern oraz elektrociepłownia Duisburg-Huckingen pracują od 2010 roku. Deklaracja użyteczności publicznej na rozbudowę koksowni Duisburg-Huckingen dla HKM (Hüttenwerke Krupp Mannesmann), wydana 3 czerwca 2005 r. Przez władze powiatu Düsseldorf, została potwierdzona 13 stycznia 2006 r. Koksownia została otwarta 29 marca. , 2014.
W grudniu 2005 r . Zatwierdzono modernizację centralnej koksowni Saar ( Zentralkokerei Saar GmbH ) w Dillingen. Chodzi o zbudowanie trzeciej baterii pieców całkowicie nowej. Będzie ostatecznie zatrzymać pracę baterii n ° 1, które przebudowy. Akumulator n O 2 zostanie usunięte.
We Francji w listopad 20006 koksownie są w służbie: 3 koksownie z Usinoru stalowej grupy w Seremange , Dunkierce i Fos-sur-Mer , 2 z Charbonnages de France w Drocourt i Carling i zawieszonego jednego z Pont-à-Mousson . WMaja 2020po zamknięciu koksowni Serémange pozostały tylko te z Dunkierki i Fos-sur-Mer.
Carling został zamknięty w październiku 2009 roku.
Koksownia Schwelgern GmbH.
W związku ze stałym wzrostem cen koksu kilku zwolenników tej branży oświadczyło władzom niemieckim, że ponowne otwarcie niektórych kopalni węgla będzie opłacalne. Istnieje zatem projekt całkowicie finansowany ze środków prywatnych, mający na celu otwarcie kopalni na północ od Hamm , co jest jednak sprzeczne ze znaczeniem tej inwestycji. Sceptycy obawiają się, że inwestycje w tym sektorze w bieżącym cyklu gospodarczym będą miały konsekwencje dla finansów publicznych w przypadku niedoboru.