عملية الكلسنه

عملية الكلسنه 

فرن الكلسنه:  فرن تستخدم به عمليه صناعيه باستخدام حرارة عاليه.

فرن الكلسنه هو فرن صناعي متخصص مصمم لتسخين المواد إلى درجات حرارة عالية في عملية صناعيه مسيطر عليها من كافة النواحي. الغرض الأساسي من هذه العملية، المعروفة بالكلسنه، هو تحفيز التحلل الحراري أو إزالة المواد المتطايرة من الفحم.

كيف يعمل فرن الكلسنه؟

* تحميل المواد: يتم تحميل المواد المراد إجراء عملية الكلسنه لها في الفرن، إما على دفعات أو بشكل مستمر.

* التسخين: يتم تسخين الفرن إلى درجات حرارة عالية، غالبًا ما تتجاوز 800 درجة مئوية (غالبا اعلى). يمكن أن يكون مصدر الحرارة الغاز أو الزيت أو الكهرباء.

* الكلسنه: مع تسخين المادة، تخضع للتحلل الحراري، مما يؤدي إلى إزالة الماء أو ثاني أكسيد الكربون أو المكونات المتطايرة الأخرى كالكبريت.

* تفريغ المنتج: بمجرد اكتمال عملية التكليس، يتم تفريغ المنتج الناتج من الفرن بعد اجراء عمليه تبريد المنتج .

 أنواع أفران الكلسنه

* الأفران العاكس  Reverberatory furnaces: في هذا النوع، تتعرض المادة مباشرة للهب والغازات الساخنة، مما يؤدي إلى عملية الكلسنه السريعه.

* أفران الموفMuffle furnaces: توفر هذه الأفران بيئة أكثر تحكمًا من خلال فصل المادة عن مصدر الحرارة، مما يمنع التلوث.

* أفران العمود sShaft furnace: وهي أفران رأسية حيث يتم تغذية المواد من الأعلى وتفريغها من الأسفل، مما يسمح بالعمل المستمر.

تطبيقات أفران الكلسنه

تستخدم أفران الكلسنه في صناعات مختلفة، بما في ذلك:

* إنتاج الأسمنت: الكلسنه هو خطوة حاسمة في إنتاج الأسمنت، حيث يتم تحلل الحجر الجيري إلى الجير وثاني أكسيد الكربون.

* إنتاج المعادن: تستخدم الكلسنه لاستخراج المعادن من خاماتها عن طريق إزالة الشوائب.

* إنتاج السيراميك: تستخدم الكلسنه لإزالة الماء والمواد المتطايرة الأخرى من الطين والمواد السيراميكية الأخرى.

* الصناعة الكيميائية: تستخدم الكلسنه لإنتاج مواد كيميائية مختلفة، مثل الأكاسيد والكربونات.

* تستخدم الكلسنه لكلسنة الفحم النفطي الابري لإنتاج الاقطاب الكرافيتيه التي تستخدم في أفران القوس الكهربائي لصهر الحديد

 نقاط أساسية يجب تذكرها

* تعمل أفران الكلسنه في درجات حرارة عالية لتحفيز التحلل الحراري.

* يعتمد نوع الفرن المستخدم على التطبيق المحدد والمادة التي تتم معالجتها.

* عملية الكلسنه هو خطوة بالغة الأهمية في العديد من العمليات الصناعية، حيث يساهم في إنتاج المواد الأساسية.

* عملية الكلسنه هي الخطوة الأولى لإنتاج الاقطاب الكرافيتيه التي تستخدم في أفران القوس الكهربائي ككاثود لصهر الحديد. 

فرن الكلسنه

فرن الكلسنه Calcination Furnace

 أنواع الأفران المستخدمة في عملية كلسنة الفحم النفطي

عملية كلسنة الفحم النفطي هي عملية تخليص الفحم النفطي ،   من الشوائب والمواد الطيارة مثل اكاسيد الكبريت عن طريق تسخينها في فرن الكلسنه . الأفران المستخدمة في هذه العملية تختلف في التصميم والقدرة الإنتاجية، ولكنها تتشارك في هدف واحد وهو تحقيق عملية كلسنة فعالة.

الأنواع الرئيسية للأفران (القديمه والحديثه)

   * الأفران الدوارة: تتميز بأسطوانة دوارة مائلة، يتم فيها تغذية المواد الخام من الطرف العلوي وتخرج من الطرف السفلي بعد اكتمال عملية الكلسنة. شبيهه بافران معامل الاسمنت وهي من الطرق الحديثه ذات الانتاجيه العاليه ووقت اقل بالتسخين للوصول إلى الدرجات المطلوبه لكلسنة الفحم النفطي

   *    * الأفران الرأسية: تتميز بعمود رأسي يتم فيه تسخين المواد الخام بشكل تدريجي. وهي تحتاج إلى عماله وتأخذ وقت طويل بالتسخين وهي من الطرق القديمه واول ما انتشرت  في الهند والصين

   *    * الأفران الكهربائية: تستخدم الكهرباء لتسخين المواد الخام، مما يوفر تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة.

   * العوامل المؤثرة في اختيار نوع الفرن:

 * نوع المواد الخام: تختلف المواد الخام في حجمها وكثافتها ومحتواها الرطوبي، مما يؤثر على اختيار نوع الفرن المناسب.

 * القدرة الإنتاجية المطلوبة: الأفران الدوارة والرأسية مثالية للإنتاج الكبير، بينما الأفران التقليدية مناسبة للإنتاج الصغير.

 * جودة الفحم المطلوبة: الأفران الحديثة توفر تحكمًا أفضل في عملية الكلسنة، مما يؤدي إلى الحصول على فحم بجودة أعلى.

 * التكلفة: تختلف تكلفة الأفران باختلاف التصميم والقدرة الإنتاجية.

العوامل التي تؤثر على عملية الكلسنة:

 * درجة الحرارة: يجب أن تكون درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي للوصول الى درجة الكلسنه المطلوبه .

 * وقت التسخين: يتوقف وقت التسخين على نوع المواد الخام ودرجة الحرارة.

 * سرعة التبريد: يجب تبريد الفحم ببطء للحفاظ على جودته.

 * كمية الهواء: يجب التحكم في كمية الهواء الداخلة مع الوقود لزيادة كفاءة اشتعال الوقود.

ملاحظة: اختيار نوع الفرن المناسب يعتمد على العديد من العوامل، لذلك يجب إجراء دراسة تفصيلية لكل حالة على حدة.

الفحم الابري needle type Petroleum Coke

 needle type Petroleum Coke 

الفحم النوع الإبري، المعروف أيضًا باسم **الفحم الإبري**، هو نوع من الفحم النفطي المصنع من النفط الخام. يتميز بتركيبته البلورية المتقدمة ويستخدم بشكل رئيسي في إنتاج الإلكترودات . يتم إنتاج الفحم الإبري بشكل خاص من الزيوت النفطية المستخرجة من عملية التكرير أو من البترول النفطي

يتم إنتاج الفحم الإبري من خلال عملية معقدة تتضمن عدة خطوات، منها:

1. **التكرير**: تبدأ العملية بتكرير النفط الخام لاستخراج الزيوت الثقيلة المناسبة.

2. **تسخين الزيوت الثقيلة**: تُسخن الزيوت الثقيلة في درجات حرارة عالية تصل إلى 500 درجة مئوية في أجهزة تكسير حرارية خاصة.

3. **تكوين الفحم**: خلال عملية التسخين، تتكسر جزيئات الهيدروكربون وتُكوّن جزيئات أصغر تتجمع لتشكيل بلورات كربونية.

4. **التبريد والتبلور**: يُبرد الخليط الناتج بسرعة في أجواء معينة لتشكيل بلورات الفحم الإبري.

5. **الجفاف والطحن**: يُجفف الفحم الناتج ويتم طحنه إلى حجم الجزيئات المطلوب.

6. **الجمع والمعالجة النهائية**: يُجمع الفحم الإبري المعالج ويُحضر للاستخدام في تطبيقات مثل تصنيع الإلكترودات (الاقطاب الكرافيتيه المستخدمه في فرن القوس الكهربائي لصهر وإنتاج الحديد.)

ماهو الفحم وانواعه

 ماهو الفحم وانواعه

الفحم هو مادة كربونية سوداء اللون تتكون بفعل تحلل المواد العضوية، وله استخدامات واسعة في الصناعة والطاقة. تختلف أنواع الفحم في خصائصه وطريقة تكوينه واستخداماته. إليك أهم الأنواع:

1. الفحم الحجري:

 * التكوين: يتكون من بقايا نباتات متحجرة تحت ضغط وحرارة شديدين على مر ملايين السنين.

 * الأنواع: ينقسم إلى عدة أنواع حسب نسبة الكربون والعناصر الأخرى، مثل:

   * الفحم البني: أقل جودة وأقل احتواء على الكربون.

   * الفحم الحجري: متوسط الجودة.

   * الأنثراسايت: أعلى جودة وأعلى احتواء على الكربون.

 * الاستخدامات: وقود في محطات توليد الكهرباء، صناعة الفولاذ، إنتاج الكوك.

2. الفحم النباتي:

 * التكوين: ينتج عن تسخين الأخشاب أو المواد النباتية الأخرى في غياب الأكسجين.

 * الأنواع: يختلف حسب نوع الخشب المستخدم وطريقة الإنتاج.

 * الاستخدامات: الشواء، تنقية المياه، صناعة البارود، إنتاج الكربون المنشط.

3. الفحم المضغوط:

 * التكوين: يصنع عن طريق ضغط نشارة الخشب أو الفحم النباتي مع مواد لاصقة.

 * الأنواع: يختلف حسب المواد المستخدمة وكثافة الضغط.

 * الاستخدامات: الشواء، التدفئة.

4. الفحم النفطي:

 * التكوين: ينتج كمنتج ثانوي لعمليات تكرير النفط.

 * الاستخدامات: صناعة الألومنيوم، صناعة الكربون الأسود، وقود.

5. الفحم الحيواني:

 * التكوين: يصنع من عظام الحيوانات عن طريق تسخينها في غياب الأكسجين.

 * الاستخدامات: تنقية السكر، تصنيع الأدوية، تبييض الأسنان.

العوامل المؤثرة على جودة الفحم:

 * نسبة الكربون: كلما زادت نسبة الكربون، زادت جودة الفحم وقدرته على توليد الحرارة.

 * نسبة الرطوبة: كلما قلت نسبة الرطوبة، زادت كفاءة الاحتراق.

 * نسبة الرماد: كلما قلت نسبة الرماد، قل التلوث الناتج عن الاحتراق.

 * القوة الكالوريفية: هي كمية الحرارة الناتجة عن احتراق وحدة وزن من الفحم.

استخدامات الفحم:

 * الطاقة: توليد الكهرباء، التدفئة، الطهي.

 * الصناعة: صناعة الفولاذ، صناعة الألومنيوم، إنتاج الكربون المنشط، تصنيع البطاريات.

 * الزراعة: تحسين خصوبة التربة.

 * المنزل: الشواء، التدفئة.

تصنيع الفحم النفطي

 تصنيع الفحم النفطي: خطوات مبسطة

الفحم النفطي هو منتج ثانوي لعمليات تكرير النفط. يتم إنتاجه من خلال عملية تعرف باسم التحويل الحراري (Pyrolysis).

الخطوات الأساسية لتصنيع الفحم النفطي:

 * تسخين المواد الخام: يتم تسخين المواد الخام النفطية الثقيلة، مثل المخلفات النفطية، إلى درجات حرارة عالية جداً في غياب الأكسجين.

 * التحلل الحراري: عند هذه الدرجات الحرارة العالية، تتحلل المواد الخام إلى مكونات أبسط. بعض هذه المكونات يتحول إلى غازات وسوائل، بينما يتبقى جزء صلب يشكل الفحم النفطي.

 * التبريد والفصل: يتم تبريد المنتجات الناتجة عن عملية التحلل الحراري، مما يؤدي إلى تكثف الغازات والسوائل. يتم فصل الفحم الصلب عن السوائل والغازات.

 * التنقية: قد يخضع الفحم النفطي لعمليات تنقية إضافية لتحسين جودته وإزالة الشوائب.

الأنواع الرئيسية للفحم النفطي:

يوجد عدة أنواع من الفحم النفطي تختلف في خصائصها وطريقة إنتاجها، من بينها:

 * فحم الكوك البترولي: يستخدم في صناعة الألومنيوم والحديد.

 * فحم الأسفلت: يستخدم في صناعة الأسفلت.

استخدامات الفحم النفطي:

 * وقود: يستخدم كوقود في بعض الصناعات.

 * مواد خام: يدخل في صناعة مواد أخرى، مثل الكربون الأسود.

 * عامل امتصاص: يستخدم لامتصاص السوائل والغازات.

ملاحظات هامة:

 * عملية معقدة: عملية تصنيع الفحم النفطي تتطلب معدات متخصصة وخبرات فنية عالية.

 * تأثير بيئي: يجب التعامل مع النفايات الناتجة عن عملية التصنيع بطريقة صديقة للبيئة.

 * تطور مستمر: تشهد صناعة الفحم النفطي تطورات مستمرة بهدف تحسين كفاءة الإنتاج وتقليل التكاليف.

ملاحظة: هذه مجرد نظرة عامة مبسطة لعملية تصنيع الفحم النفطي. العملية الفعلية قد تختلف باختلاف نوع المواد الخام المستخدمة والتكنولوجيا المتاحة.علما تم اقتصاد هذا المقال على إنتاج الفحم النفطي من مخلفات عملية تكرير النفط.

انواع الفحم النفطي

تصنيف أنواع الفحم النفطي قبل الكلسنة:

قبل الخضوع لعملية الكلسنة، يمكن تصنيف الفحم النفطي بناءً على مصدره وخصائصه الأولية إلى الأنواع التالية:

 * الفحم النفطي الأخضر (Green Petroleum Coke):

   * المصدر: هو الشكل الأولي للفحم النفطي، يتكون مباشرة من عملية تكرير النفط.

   * الخصائص: يحتوي على نسبة عالية من المواد المتطايرة والرطوبة، وله لون داكن.

   * الاستخدامات قبل الكلسنة: يستخدم بشكل محدود كوقود في بعض الصناعات.

 * الفحم النفطي المتوسط (Medium Petroleum Coke):

   * الوصف: يقع بين الفحم الأخضر والفحم المكلس من حيث خصائصه.

   * الاستخدامات قبل الكلسنة: يستخدم في بعض التطبيقات الصناعية المحددة.

 * الفحم النفطي الصلب (Hard Petroleum Coke):

   * الوصف: يتميز بصلابته وقلة المواد المتطايرة فيه.

   * الاستخدامات قبل الكلسنة: يستخدم في بعض التطبيقات الصناعية المتخصصة.

عملية الكلسنة:

بعد تصنيف الفحم النفطي، تخضع بعض الأنواع، مثل الفحم الأخضر والمتوسط، لعملية الكلسنة. هذه العملية تتضمن تسخين الفحم في درجات حرارة عالية جداً في غياب الهواء، مما يؤدي إلى إزالة المواد المتطايرة والرطوبة وتحويل الفحم إلى شكل أكثر نقاءً وصلابة.

أنواع الفحم النفطي بعد الكلسنة:

بعد عملية الكلسنة، يمكن تصنيف الفحم النفطي إلى الأنواع التالية:

 * الفحم النفطي المكلسن (Calcined Petroleum Coke):

   * الوصف: يتميز بمحتوى كربون عالي ونقاء، وبنية مسامية.

   * الاستخدامات: يستخدم على نطاق واسع في صناعة الألومنيوم كعامل اختزال، وفي صناعة الإلكترودات.

 * الفحم النفطي الإبري (Needle Coke):

   * الوصف: يتميز ببنية بلورية إبرية الشكل، مما يمنحه قوة ميكانيكية عالية ومقاومة للتآكل.

   * الاستخدامات: يستخدم في صناعة الأقطاب الكهربائية عالية الجودة، وفي صناعة المواد المركبة، وفي صناعة ألياف الكربون.

 * الفحم النفطي الكروي (Ballasted Coke):

   * الوصف: يتكون من حبيبات كروية الشكل، يتميز بصلابته وقدرته على تحمل الأحمال.

   * الاستخدامات: يستخدم في صناعة الفولاذ، وفي صناعة المواد الحاملة للحفز.

الفحم النفطي المسامي (Porous Petroleum Coke):

وقد يسمى احيانا بالاسفنجي

* الوصف: يتميز بمسامية عالية، مما يزيد من مساحة سطحه ويزيد من قدرته على الامتصاص.

* الاستخدامات: يستخدم في تصنيع الفحم النشط، وفي معالجة المياه، وفي بعض التطبيقات الكيميائية.

ملحوظة: ليس كل أنواع الفحم النفطي تحتاج إلى عملية الكلسنة، فبعض الأنواع تستخدم في شكلها الخام لبعض التطبيقات الصناعية المحددة.

لماذا هذا التصنيف مهم؟

هذا التصنيف يساعد في فهم خصائص كل نوع من أنواع الفحم النفطي واستخداماته الصناعية بشكل أفضل. كما يساعد في اختيار النوع المناسب من الفحم النفطي لكل تطبيق صناعي.

كلسنة الفحم النفطي

 كلسنة الفحم النفطي: نظرة عامة

هي من الصناعات والعمليات الانتاجيه الغير مطروقه في الدول العربيه الا من دول محدوده جدا.

ما هي كلسنة الفحم النفطي؟

كلسنة الفحم النفطي هي عملية تحويل الفحم النفطي الخام إلى منتج نهائي أكثر قيمة عن طريق تسخينه في غياب الهواء. يتم خلال هذه العملية إزالة المواد المتطايرة والرطوبة من الفحم الخام، مما يؤدي إلى زيادة محتواه من الكربون وتحسين خواصه الفيزيائية والكيميائية.

أهمية كلسنة الفحم النفطي:

 * زيادة القيمة المضافة: المنتج النهائي من عملية الكلسنة (الفحم المكلسن) يتمتع بقيمة أعلى ويستخدم في العديد من الصناعات.

 * تحسين الخواص: الفحم المكلسن يتميز بقوة حرارية أعلى وقدرة أكبر على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعله مادة خام مثالية للعديد من التطبيقات.

 * تخليص الفحم من المواد الضارة: يتم خلال عملية الكلسنة التخلص من المواد المتطايرة والرطوبة الموجودة في الفحم الخام، مما يقلل من انبعاثات الغازات الضارة عند استخدامه كوقود. كما يتم تخلينه من الكبريت على شكل اكاسيد متطايرةوبذلك يصبح ذو موصوليه كهربائيه. 

استخدامات الفحم المكلسن:

 * صناعة الألومنيوم: يستخدم الفحم المكلسن كعامل اختزال في عملية إنتاج الألومنيوم.

 * صناعة الحديد والصلب: يدخل الفحم المكلسن في صناعة الحديد والصلب كوقود وكعامل اختزال.

 * صناعة الإسمنت: يستخدم الفحم المكلسن كمصدر للحرارة في أفران إنتاج الإسمنت.

 * صناعات أخرى: يستخدم الفحم المكلسن في صناعة الكربون الأسود، والبطاريات، والمواد الكيميائية.

لماذا يتم اختيار الفحم النفطي للكلسنة؟

يتم اختيار الفحم النفطي للكلسنة لعدة أسباب، منها:

 * توفره: الفحم النفطي يعد منتجاً ثانوياً في صناعة النفط، مما يجعله متوفراً بكميات كبيرة.

 * خواصه: يتميز الفحم النفطي بخصائص فيزيائية وكيميائية تجعله مناسباً لعملية الكلسنة.

 * قيمته الحرارية: الفحم النفطي يتمتع بقيمة حرارية عالية، مما يجعله وقوداً فعالاً.

الخلاصة:

كلسنة الفحم النفطي هي عملية مهمة في العديد من الصناعات، حيث تساهم في تحويل الفحم الخام إلى منتج نهائي ذو قيمة مضافة عالية. الفحم المكلسن الناتج عن هذه العملية يتميز بخواص فيزيائية وكيميائية ممتازة، مما يجعله مادة خام أساسية في العديد من التطبيقات الصناعية.