Хімія і хімічна технологія
Процес коксування полягає в сухій перегонці кам'яного вугілля при високих температурах. Кам'яне вугілля завантажують у спеціальні закриті камери-коксові печі і нагрівають до температури вище 1000 ° С. При цьому утворюються летючі речовини (газо- і пароподібні продукти, пари води і аміак) і твердий нелеткий залишок-кокс. Процес коксування протікає в кілька стадій. При температурі близько 100 ° С вугілля підсушується далі-до 600 ° С органічна маса вугілля починає поступово розкладатися на летючі продукти і твердий залишок - напівкокс, ще містить значну кількість летючих речовин. Процес, який закінчується на цій стадії, називається напівкоксування. При подальшому підвищенні температури з напівкоксу виділяються залишки летючих речовин. і він перетворюється в кокс. У процесі коксування вугілля піддається найбільш глибоких змін. Летючі продукти проходять при цьому зону печі. нагріту до 1000 ° С, і органічна частина їх (пари смоли і більш легких вуглеводнів) зазнає глибоке розкладання, відбувається так звана ароматизація летючих. [C.86]
Нагрівання вугілля в камері коксової печі відбувається. внаслідок передачі йому тепла розпеченими стінками камери. Чим ближче шар вугілля до стінок камери. тим швидше йде процес нагрівання і коксування вугілля. Шари вугілля, що безпосередньо прилягають до стінок камери. передають, в свою чергу, отримане тепло верствам, розташованим далі від стінок в останню чергу тепло отримують шари, розташовані осьовій площині камери коксової печі. [C.23]
Процеси спікання. газовиділення і сполученню вугілля при коксуванні їх в шарі досить добре вивчені [5]. При размягчении вугільної маси відбувається склеювання окремих вугільних частинок при зближенні їх під тиском спучування з утворенням суцільного пластичного шару. При підвищенні температури. посилення розкладання вугілля і освіти газів останні розвивають тиск всередині пластичного шару [5]. Це тиск передається размягчающім частинкам і сприяє їх більш щільному контактування. Однак пластичний шар не може значно роздуватися газами, так як збільшення його обсягу обмежена стінками камери коксової печі. [C.18]
Відзначимо ще один факт, який має певне значення при виробництві коксу. а саме явище спучування вугілля в процесі коксування. Відомо, що пари смоли виділяються з вугілля під час коксування при температурі 400-500 ° С. Велика частина з них несеться газами в напрямку обігрівального простінка коксової камери, а менша частина конденсується на зернах вугілля сусідніх шарів, які знаходяться в протилежному напрямку (в бік осікамери) і тому менше нагріті. Ця остання частина смоли теж дистилюється, але пізніше, коли температура в даній зоні стане вище. Все відбувається таким чином. нібито пластичний шар виштовхує перед собою деяку кількість смоли. Зерна вугілля, які виявилися просоченими смолою, піддаються, природно, свого роду сольволізу при більш низькій температурі, близько 300 ° С, і, таким чином. початкова температура перетворення вугілля в пластичний стан в коксової печі нижча (по пластометричні випробувань вугілля в лабораторних умовах вона повинна становити 350-370 ° С). В результаті товщина пластичного шару збільшується. [C.24]
На роботу коксових печей впливає співвідношення тисків у камері коксування і зовнішнього повітря. а також в камері коксування і в обігрівальних простінках. Якщо тиск в камері коксування нижче, ніж тиск зовнішнього повітря, то через шви і нещільності підсмоктується повітря це призводить до горіння коксу в камері коксування і збільшує його зольність утворюються місцеві ошлакования і раковини в кладці, довго вічність кладки зменшується, а коксовий газ розбавляється азо ТОМ якщо тиск в камері коксування значно більше, ніж в огрівальному простінку. то відбувається витік коксового газу. створюється місцевий перегрів. внаслідок чого порушується тепловий режим процесу, утворюються прогари і оплавлення кладки. [C.30]
Процес коксування здійснюють в печах, які отримали назву коксових. Коксові печі - камери є печами, непрямого нагріву, т. Е. Нагрівання в них шихти відбувається в результаті передачі тепла гріють газів через стінку камери. Вони футерованих вогнетривким (динасові) цеглою. Камери по 60-70 штук з'єднуються між собою в коксові батареї. Між камерами є простору (простінки), в яких спалюється генераторний або коксовий газ. Температура в простінках печі досягає 1400 ° С. Так як вогнетривку цеглу і вугілля є поганими провідниками тепла, а для отримання коксу потрібно нагрівати шихту до 900-1050 ° С, то камери роблять у вигляді вузьких каналів шириною - 0,4 м, довжиною-13-14 м та висотою - 4 4,5 м. У таку піч завантажується до 15 т шихти. [C.295]
Для цього в коксові печі або спеціальні куби порціями завантажується розігрітий пек, що містить якомога більшу кількість асфальтенів і карбоїдів. Пек вантажиться великими порціями, так як малі порції швидко нагріваються в печі до 700 ° і вище і випаровуються, а пари, довго перебуваючи єрі малому навантаженні печі під действіе.м високих те.мпера-тур, дають багато сажі. Порція пеку, потрапляючи на під печі, охолоджує нижню частину камери перебуваючи в рідкому стані. ця порція поступово виділяє леткі продукти. переходячи від рідкого в полужидкое (пластичне) стан. До напіврідкими печу в піч додається нова порція, причому знову відбувається той же хід -процеси. [C.555]
Назва "уповільнене" в даному процесі коксування пов'язано з особливими умовами роботи реакційних змійовиків трубчастих печей і реакторів (камер) коксування. Сировина необхідно попередньо нагріти в печі до високої температури (470 - 510 ° С), а потім подати в не обігрівається, ізольовані зовні коксові камери. де коксування відбувається за рахунок тепла. прихо - дящего з сировиною. [C.55]
Процес коксування відбувається з витратою тепла. в результаті чого температура виходу пари з камери на 30-60 ° нижче температури вступника в камеру сировини. Коксова камера являє собою порожнистий циліндричний апарат діаметром близько видання м ж висотою 22-29 м, з конічним нижнім днищем і кришками на верхній і нижній горловинах. Корпус її виготовлений з вуглецевої сталі і розмістили всередині сталевий легованої обкладанням. Камери розраховані на робочий тиск близько 4 ати. Процес отримав назву сповільненого коксування відповідно до роботи нагрівальної печі. Пристрій і режим останньої повинні виключати можливість коксування в трубах процес коксування повинен починатися тільки після надходження нагрітого сировини в коксову камеру. [C.166]
Процес сповільненого коксування протікає в крекінг-печі і великих камерах, в яких відбувається поділ фаз (випаровування) і крекінг до коксу. Рідина, що залишається в камері, крекирующую до коксу зазвичай на установці є кілька коксових камер. які по черзі включають в процес і вимикають для розвантаження. [C.158]
Кокс, що отримується в коксових камерах. містить багато летючих і використовується головним чином як паливо. Однак за останні роки з'явилися вказівки про використання цього коксу і для Еиработк1Г електродів. Спільне в процесу коксування в коксових камерах і процесу коксування в коксових печах те, що в обох процесах сировину подається постепехшо і поступово відбувається накопичення коксу, причому раніше обра-зовавшнеся шари коксу просочуються новими порціями подається сировини. Це надає велику щільність коксу. Однак кокс з коксових камер виходить з великою кількістю великих пір, [c.187]
Процес коксування в камері коксової печі відбувається під впливом температурного поля поверхні греюшіх стін. Утворені під стінами пластичні шари переміщаються до осі камери. По інший бік кожного пластичного шару утворюється напівкокс, поступово перетворюється в кокс (рис. 5.3). На рис. 5.4 показано стан завантаження до п'ятого годині з початку процесу. Усадкові зусилля в напівкокс протидіють тиску спучування. Величина тиску в камері коксування може досягати 0,08 МПа. [C.123]
Основним фактором. визначальним протікання процесу коксування вугілля, є інтенсивність передачі тепла димових газів в товщу вугільної шихти. яка при інших рівних умовах обернено пропорційна температуропроводности шихти (дуже малої по своїй величині) і прямо пропорційна квадрату половини ширини коксового пирога. Тому камери коксових печей робляться дуже вузькими (407 мм), а стінки їх - тонкими (140 мм). На рис. 4-8 показані поперечний і поздовжній розрізи печі Гипрококсу (зображена на малюнку батарея умовно складається з двох камер). Вугілля завантажується в піч через люки, кокс вивантажується через двері, футеровані вогнетривкою цеглою. Коксові печі опалюються змішаним коксодоменний газом з теплотою згоряння 1 ТОВ -1 100 ккал1м. Досвід показує. що при опаленні їх одним доменним газом з теплотою згоряння 840-860 ккал1м різко збільшується тривалість коксування через більш низьку температуру продуктів горіння. Газ і повітря надходять через клапани в подові канали 1 і 2, провідні з обох сторін в газовий 3 і повітряний 4 регенератори для підігріву газу і повітря. З регенераторів газ і повітря по косим ходам надходять в обігрівальні (топкові) канали. Горіння в обігрівальних каналах (вертикаль) відбувається по всій довжині камери поперемінно то в парних, але в непарних вертикаль. Відпрацьовані гази газу переходять через верхній перевал вертикаль і потім в косі ходи, що ведуть в регенератори 5 і 6, потім в подові камери регенераторів, а потім через клапани і колектори - до димаря. Через певний проміжок часу напрямок руху газів змінюється на протилежне, що досягається шляхом перемикань клапанів. і ті регенератори, які нагрівалися димовими газами. починають підігрівати газ і повітря, а остиглі регенератори, в яких в попередній період нагрівалися газ і повітря, включаються на розігрів газами. [C.40]
До п отримують в дінасоаих камерних печах. відрізняються від звичайних коксових камер високої герметизацією кладки, більш низьким розташуванням лінії обігріву простінків по відношенню до склепіння, великими розмірами газоотводящих отворів, пристроями для завантаження пеку, подачі пара і газів для видалення графіту з камер і ін високоплавких (т розм'якшити 135-150 ° С ) пек порційно або безперервно завантажують в печі в нагрітому (рідкому) стані При нагр пеку до 450-550 ° с відбуваються дистиляція легкокипящих фракцій, розкладання осн маси пеку з утворенням газоподібних продуктів і важких углеродсодерж щих залишків, затвердіння їх і освіту т зв напівкоксу При його подальшому нагріванні вище 550 ° С виділяються залишкові леткі а-аа (гл обр Hj), що призводить до утворення в масі коксу усадочних тріщин Процес закінчується, коли т-ра а центрі коксового пирога досягає 900-1000 С, при цьому припиняється усадка і кокс відходить від стінок печі Летючі продукти коксування в вигляді парогазової суміші відводяться а газосборнік, де охолоджуються Конденсат-т зв коксопековая смола, к-раю під дією повітря знову перетворені на кам -уг пек Г аз після очистк використовується, напр, для обігріву коксових печей Розпечений кокс виштовхується з печі і потім гаситься (зазвичай водою. рідше інертним газом. напр Nj) так само, як кам -уг кокс Для отримання К п застосовують також метод сповільненого коксування кам -уг пеку а необогреааемих камерах [c.425]
При завантаженні вугільної шихти вологістю 8-10% в середньому утворюється 3-5 м т шихти газів, що містять 10-60 г / м зважених часток, які частково потрапляють в навколишнє середовище На коксохімічних підприємствах близько 70% викидів в атмосферу відбувається в процесі завантаження шнхти в пічні камери. в зв'язку з чим розробляються, впроваджуються і вдосконалюються методи і технологія бездимної завантаження коксових печей Метод бездимної завантаження шихти з інжекцією газів в газозбірники має ряд істотних недоліків, пов'язаних з винесенням пилу і підвищенням зольності кам'яновугільної смоли, збільшенням вмісту оксидів азоту в коксовому газі. відкладеннями в стояках та ін Застосування инжекционного методу завантаження при вологості шихти Дивитися сторінки де згадується термін Процеси, що відбуваються в камері коксових печей. [C.241] [c.190] [c.76] [c.151] [c.44] [c.317] [c.150] [c.316] [c.317] Дивитися глави в: