Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Коксование и полукоксование угля. Технологии, продукция, значение.

Коксование углей. Широко распространённый технологический процесс, который состоит из стадий: подготовка к коксованию, собственно коксование, улавливание и переработка летучих продуктов. Подготовка включает обогащение (для удаления минеральных примесей) низкосернистых, малозольных, коксующихся углей, измельчение до зёрен размером около 3 мм, смешение нескольких сортов угля, сушка полученной т. н. «шихты». Шихта — смесь измельчённых каменных углей различных марок, служащая сырьём при производстве кокса.Шихта (нем. Schicht) — смесь исходных материалов, а в некоторых случаях (например, при выплавке чугуна в доменной печи) и топлива в определённой пропорции, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах.Шихта — сырьё, используемое при изготовлении кирпича, которое состоит из разных порций глины (возможно смесь с песком, обычно 80 %, 20 %)Шихта (в цветной металлургии) — смесь исходного рудного сырья с флюсами и оборотными материалами, как правило, не содержит топлива.Для коксования шихту загружают в щелевидную коксовую печь (ширина 400—450 мм, объём 30-40 м³). Каналы боковых простенков печей, выложенных огнеупорным кирпичом, обогреваются продуктами сгорания газов: коксового (чаще всего), доменного, генераторного, их смесей и др. Генераторный газ (воздушный газ) — газовая смесь, содержащая (в среднем, об. %) CO — 25, N2 — 70, CO2 — 4 и небольшие примеси других газов.Получают генераторный газ путём пропускания воздуха над раскалённым каменным углём или коксом в специальных печах — газогенераторах (КПД процесса 65-70%). Выход из кокса 4,65 м?/кг.Теплотворная способность генераторного газа составляет 800—1000 ккал на кубометр, причём замена воздуха на кислород при его получении ведёт к значительному увеличению доли монооксида углерода и, соответственно, к увеличению теплотворной способности.Генераторный газ применяется как топливо в металлургической, стекольной, керамической промышленности, для двигателей внутреннего сгорания, а так же для синтеза аммиака.Продолжительность нагрева составляет 14-16 часов. Температура процесса — 900—1050 °C. Полученный кокс (75-78 % от массы исходного угля) в виде т. н. «коксового пирога» (спёкшейся в пласт массы) — выталкивается специальными машинами («коксовыталкивателями») в железнодорожные вагоны, в которых охлаждается («тушится») водой или инертным газом (азотом).Парогазовая смесь выделяющихся летучих продуктов (до 25 % от массы угля) отводится через газосборник для улавливания и переработки. Для разделения летучие продукты охлаждают впрыскиванием распыленной воды (от 70 °C до 80 °C) — при этом из паровой фазы выделяется большая часть смол, дальнейшее охлаждение парогазовой смеси проводят в кожухотрубчатых холодильниках (до 25-35 °С). Конденсаты объединяют и отстаиванием выделяют надсмольную воду и каменноугольную смолу. Затем сырой коксовый газ последовательно очищают от NH₃ и H₂S, промывают поглотительным маслом (для улавливания сырого бензола и фенола), серной кислотой (для улавливания пиридиновых оснований). Очищенный коксовый газ (14-15 % от массы угля) используют в качестве топлива для обогрева батареи коксовых печей и для других целей.Из надсмольной воды (9-12 % от массы угля) отгонкой с паром выделяют: NH₃ (в виде концентрированной аммиачной воды), фенолы, пиридиновые основания. Очищенную воду после разбавления технической водой направляют на тушение кокса или на биологическую очистку сточных вод на очистные сооружения. Каменноугольная смола (3-4 % от массы угля) является сложной смесью органических веществ (в настоящее время идентифицировано только ~60 % компонентов смолы — более 500 веществ). Смолу методом ректификации подвергают разделению на фракции: нафталиновую, поглотительную, антраценовую и каменноугольный пёк. Из них, в свою очередь, кристаллизацией, фильтрованием, прессованием и химической очисткой выделяют: нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.Полукоксование швелевание, переработка твёрдых топлив (угля, сланцев, торфа) путём их нагревания в специальных печах без доступа воздуха до 500—550 °С. При П. топливо распадается на твёрдый остаток — Полукокс (выход 50—70%), Первичный газ (80—100 м³/т), дёготь (смолу, выход 8—25%) и водный конденсат. Промышленное П. возникло в начале 19 в. для получения осветительных масел из твёрдых топлив, позже вытесненных нефтепродуктами. В годы 1-й мировой войны 1914—18 и 2-й мировой войны 1939—1945 П. развилось в Германии для производства искусственного жидкого топлива. В последующие годы П. вновь используется в усовершенствованном виде в комплексных схемах для получения дёгтя, полукокса и газа. Лучший дёготь получается из сланцев, богхедов, лучший полукокс — из спекающихся каменных углей. Выход и качество продуктов П. сильно зависят как от характера сырья, так и от метода П. и конструкции печей. Последние различаются по способу подвода тепла: печи с внешним обогревом через стенку камеры П. и печи с внутренним обогревом — путём непосредственного контакта топлива с теплоносителем (газообразным или твёрдым). Печи для П. обычно непрерывного действия. В новейших методах П. используются псевдоожиженный слой, скоростной нагрев и др.