Технология процесса коксования углей

Коксование осуществляется в высокопроизводительных коксовых печах, обогреваемых низкокалорийным (доменным) или высококалорийным (коксовым) газом. На рис. 12.2 представлена одна из существующих схем производства кокса.

Технологическая схема производства кокса

Рис. 12.2. Технологическая схема производства кокса

Для получения кокса изначально используют смесь углей разных составов. Смешивание углей осуществляется непосредственно на коксовой установке и сопровождается значительным пылением.

Подготовленную угольную смесь перед загрузкой в печную камеру обычно подогревают до температуры около 200 °С, чтобы снизить в углях содержание влаги до б 10%. Предварительный нагрев, способствующий также повышению стабильности кокса, осуществляется в камерах сгорания.

Коксование углей протекает в несколько стадий. При нагревании до 300 °С выделяется небольшое количество легкой смолы, образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля. Приблизительно при 350 °С уголь размягчается, переходя в тестообразное, пластическое состояние. В расплаве происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов (первичного газа и первичного дегтя), имеющих сложный состав.

Тяжелые углеродистые остатки от разложения угля спекаются при температуре около 500 °С, образуется твердый пористый продукт полукокс. После охлаждения и конденсации из летучих продуктов, выделяют полукоксовую, или низкотемпературную, смолу и газообразные продукты полукоксовый газ.

Полукокс находит широкое применение. В частности, он является высокоэффективным бытовым и энергетическим топливом, так как горит практически бездымно и не образует смол при нагревании, как многие угли. Кроме того, он обладает большой реакционной способностью при взаимодействии с кислородом.

Полукокс используется также в процессах газификации и при производстве ферросплавов. В последнее время полукокс применяется в качестве промежуточного продукта при производстве формованного металлургического кокса. Буроугольный полукокс можно использовать в шихтах для коксования. Значительный эффект достигается при вдувании измельченного полукокса в доменную печь, где он играет роль топлива, а также химического реагента. Это позволяет сэкономить значительное количество доменного кокса из дорогих и дефицитных спекающихся углей.

Полукоксовый газ в основном используется на нагрев топлива и другие нужды на самом предприятии, где проводится коксование. Избыток полукоксового газа может быть использован как бытовое топливо, а также для органического синтеза.

Полукоксовые смолы, в принципе, могут быть сырьем для получения моторных топлив, фенолов, парафинов, углеводородов ароматического ряда, в частности бензолов, гомологов нафталина и др.

При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание. При температуре от 650 до 800 °С полукокс переходит в кокс среднетемпературного коксования. Выше 950 °С полукокс полностью превращается в кокс.

Первичные продукты разложения, соприкасаясь с раскаленными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу и превращаются во вторичные продукты. В составе газа преобладающими становятся Н2 (50% об.) и СН4 (25% об.). Вторичные продукты улавливаются и используются как ценное сырье для химической промышленности.

В коксовой печи коксование протекает послойно, причем температура слоев снижается от стенок печи, нагретых свыше 1000 °С, к середине загрузки. Соответственно этому и состав слоев, начиная от стенок, меняется в последовательности: кокс полукокс уголь в пластическом состоянии сухой уголь -сырой уголь. Коксование считается законченным, когда все увеличивающиеся по толщине слои кокса сойдутся в середине печи. К концу' коксования образовавшийся «коксовый пирог» в результате усадки оказывается разделенным пополам швом-разрывом, идущим параллельно стенкам камеры, а каждая половина «пирога» расчлененной на более или менее крупные куски трещинами, проходящими перпендикулярно стенке. Коксование длится 13 18 ч.

По окончании процесса коксования готовый кокс выгружают (выталкивают) из камерных печей коксовой батареи (рис. 12.3).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >