コークス 驚きの用途と製造過程!
私たちの生活を支える様々な製品。その背景には、目に見えないエネルギー資源が大きく関わっています。今回は、その中でも特に重要な役割を果たす「コークス」について詳しく見ていきましょう!
コークスとは、石炭を高温で加熱処理し、揮発分を飛ばして作られる黒色の固形燃料です。見た目は炭に似ていますが、石炭よりも純度が高く、燃焼効率が良いのが特徴です。このコークスは、実は鉄鋼業界の要であり、製鉄所では欠かせない存在となっています。
コークスの驚異的な性質!
コークスは、その独特な性質から、様々な用途に利用されています。
- 高炭素量: コークスは、約90%もの炭素を含んでいます。この高い炭素量は、鉄鉱石を溶かす際に必要な高温を実現し、鉄の製造を可能にします。
- 強固な構造: 高温処理によって、コークスの内部構造が緻密になります。このため、燃焼時に崩れにくく、安定した燃焼を維持できます。
- 優れた還元性: コークスは、高温で二酸化炭素と反応し、一酸化炭素を生成します。この一酸化炭素は強力な還元剤として働き、鉄鉱石中の鉄酸化物を還元して純粋な鉄を得ることができます。
これらの性質から、コークスは製鉄所の「心臓部」とも言える存在であり、現代の工業社会を支える上で不可欠な役割を担っています。
コークス製造のプロセス!
コークスの製造工程は、大きく分けて以下の3つのステップで構成されます。
- 石炭選別: まず、高品質の石炭を選別します。石炭の種類によって、コークスの品質や特性が変わるため、適切な石炭を選定することが重要です。
- 炭化: 選別された石炭を高温(約1000℃)で加熱処理します。この工程で、石炭中の揮発分(水蒸気、メタン、ベンゼンなど)が除去され、炭素の比率が高まります。
工程 | 説明 | 温度 |
---|---|---|
石炭選別 | 高品質な石炭を選別 | - |
炭化 | 石炭を高温で加熱 | 約1000℃ |
消火・冷却 | 熱を冷ましながらコークスを安定化 | - |
- 消火・冷却: 炭化後のコークスは高温なので、水などでゆっくりと冷やし、燃焼を防ぎます。この工程を経て、安定した状態のコークスが完成します。
コークスの未来!
地球温暖化対策の必要性が高まる中、コークスを含む炭素系のエネルギー資源は、再生可能エネルギーとの併用や効率的な利用など、新たな課題にも直面しています。しかし、鉄鋼業界においては、コークスが持つ独特な性質は依然として欠かせない存在です。
今後の技術革新によって、より環境負荷の少ないコークスの製造方法が開発されることが期待されています。また、バイオマスなどを原料とした代替燃料の研究も進められています。
まとめ
コークスは、私たちの生活を支える鉄鋼製品の製造に欠かせない存在です。その高い炭素量や強固な構造、優れた還元性など、独特な性質を持つことから、今後も様々な分野で重要な役割を果たすことでしょう。