Il coke calcinato è combustibile, ma la sua combustione richiede condizioni più rigorose rispetto ai combustibili ordinari.
Ecco una spiegazione dettagliata:
1. Cos'è il coke calcinato?
Il coke calcinato è il prodotto della calcinazione del coke di petrolio (coke grezzo) ad alte temperature (solitamente da 1200 gradi a 1350 gradi). Questo processo rimuove umidità, materia volatile e impurità, aumentando significativamente la purezza del carbonio e affinando la struttura cristallina.
2. Perché il coke calcinato è combustibile?
Il componente principale del coke calcinato è il carbonio, che in genere supera il 98%. Il carbonio è un elemento combustibile; la sua reazione chimica con l'ossigeno (combustione) produce anidride carbonica e libera una grande quantità di calore. Pertanto, dal punto di vista chimico, il coke calcinato è completamente combustibile.
3. Caratteristiche (Difficoltà) della combustione del coke calcinato
Sebbene sia combustibile, le prestazioni di combustione del coke calcinato differiscono significativamente da quelle dei combustibili comuni come carbone e legna da ardere. Le sue caratteristiche includono l'essere "difficile da accendere e difficile da bruciare completamente".
• Contenuto estremamente basso di sostanze volatili: durante la calcinazione, la maggior parte delle sostanze volatili facilmente combustibili (come idrogeno, metano e altri idrocarburi) vengono rimosse. Questi volatili sono tipicamente la "fonte di accensione" del carburante. Senza di essi, la temperatura di accensione del coke calcinato è molto elevata e richiede solitamente temperature superiori a 800 gradi per una combustione stabile.
• Bassa reattività: a causa della sua struttura cristallina altamente ordinata, il coke calcinato ha una bassa reattività chimica e reagisce lentamente con l'ossigeno.
• Richiede condizioni specifiche: per ottenere una combustione completa del coke calcinato, solitamente è necessario macinarlo in una polvere molto fine (per aumentare la superficie specifica) e miscelarlo accuratamente con aria ad alta-temperatura. A livello industriale, viene spesso utilizzato come combustibile in caldaie a letto fluido appositamente progettate.
4. Usi principali: combustibile vs materia prima
Ciò porta ad una duplice proprietà chiave del coke calcinato:
• Come materia prima (uso principale): l'uso più importante del coke calcinato è come materia prima non-combustibile. Grazie al suo elevato contenuto di carbonio e alle basse impurità, è una materia prima fondamentale per la produzione di anodi precotti per alluminio, elettrodi di grafite e innalzatori di carbonio. In queste applicazioni è desiderabile la stabilità strutturale piuttosto che la combustione.
• Come combustibile (uso secondario): quando le proprietà fisico-chimiche del coke calcinato (come contenuto di zolfo, contenuto di ceneri e contenuto di metalli) non soddisfano gli standard per le materie prime di alta- qualità, viene utilizzato come combustibile, principalmente per la produzione di energia o per fornire calore industriale (come nei forni da cemento). In questo caso, si chiama "coke di petrolio di grado combustibile-".
Riepilogo
• Combustibilità: combustibile, ma classificato come sostanza difficile-da-bruciare, che richiede temperature elevate e condizioni favorevoli per la combustione completa.
• Principio di combustione: il componente principale, il carbonio, reagisce con l'ossigeno.
• Ostacolo principale: contenuto di sostanze volatili estremamente basso e scarsa reattività, che comportano difficoltà di accensione.
• Applicazioni industriali: più spesso utilizzate come materia prima industriale non-combustibile; come combustibile viene utilizzato coke di qualità-inferiore.
Pertanto si può intendere in questo modo: il coke calcinato è come un "carbone di legna compresso e altamente puro". Può bruciare, ma non puoi accenderlo direttamente con un fiammifero. Ha bisogno di un ambiente costantemente ad alta-temperatura per bruciare.
