Коксовый газ: состав, применение, производство

Алан-э-Дейл       02.05.2022 г.

Прогрев шихты

Над коксовыми камерами располагается рельсовый путь. По нему перемещается загрузочный вагон. С него шихта через люки попадает в камеру. Это происходит благодаря расположенным на вагоне специальным механизмам, которые могут откручивать, а затем и закрывать герметичные крышки.

По рельсовому пути, расположенному вдоль одной из сторон камеры, передвигается специальная коксовыталкивательная машина. Именно она подходит к боковым дверям и вскрывает их. Далее это устройство выталкивает полученный кокс. С другой стороны к камере подходит тушильный вагон. Он принимает раскаленный продукт и транспортирует его в зону, находящуюся под башней для тушения, выгружая затем на рампу.

Состав — коксовый газ

Состав коксового газа на практике значительно колеблется в зависимости от исходного топлива, различия в режимах работы и состояния коксовых печей.

Состав коксового газа зависит от температуры и продолжи тельности коксования и от качества перерабатываемого угля. В агрегаты глубокого охлаждения поступает коксовый газ. Эти примеси удаляются на отдельной установке.

Состав коксового газа на практике значительно колеблется в зависимости от исходного топлива, различия в режимах работы и состояния коксовых печей.

Состав коксового газа предопределяет возможность широкого использования его для многочисленных химических синтезов. Основной его компонент — водород — ценное сырье для синтеза аммиака, метанола и для гидрирования. Непредельные углеводороды, основной компонент которых — этилен, служат источником получения этилового спирта и ценного растворителя — дихлорэтана.

Состав коксового газа зависит от качества угольной шихты, подвергаемой коксованию, условий и длительности этого процесса, метода работы коксохимического завода, применяемых способов очистки.

Состав коксового газа зависит от природы каменного угля и от условий его коксования. Чем выше содержание летучих веществ в угле, тем выход коксового газа и его теплотворная способность повышаются. На состав коксового газа оказывает влияние футеровка коксовых печей.

Температуры конденсации компонентов коксового газа.

Состав коксового газа был приведен выше ( стр. В табл. 22 приведены температуры конденсации компонентов коксового газа.

Состав коксового газа для различных районов СССР различен. В табл. 1 — 2 приведен средний состав коксового газа для отдельных групп заводов СССР. Газ шамотных коксовых печей Юга по плотности и теплоте сгорания мало отличается от газа, получаемого при коксовании таких же углей в динасовых печах, но содержит больше метана и меньше водорода.

Состав коксового газа зависит от природы каменного угля и от условий его коксования. Чем выше содержание летучих веществ в угле, тем выход коксового газа и его теплотворная способность повышаются. На состав коксового газа оказывает влияние футеровка коксовых печей.

В состав коксового газа входит сырой бензол, представляющий собой сложную смесь различных химических соединений, главные из которых — бензол, толуол, ксилол, сероуглерод, непредельные, сернистые соединения и др. Выход и состав сырого бензола зависят от качества угольной шихты, режима коксования и конструкции п чей. В 1 MZ газа содержится 25 — 35 г сырого бензола, что составляет от 0 8 до 1 % от количества скок-сованного сухого угля. Удельный вес сырого бензола колеблется от 0 87 до 0 92 и зависит от соотношения его компонентов. Бензольные углеводороды используются в качестве сырья во многих отраслях народного хозяйства.

В состав коксового газа входит сравнительно большое количество СО2 и углеводородов.

В состав коксового газа входит около 50 % водорода, около 25 % метана, окись углерода, азот, углекислота и другие примеси

При работе на коксовом газе должно быть обращено внимание на содержание в нем вредных примесей: смолы, бензола, нафталина, серы, циана, влаги. Наличие смол в газе ведет к засмо-лению деталей системы подачи газа, а также к повышенному на-гарообразованию

Бензол, попадая в газовый редуктор автомобиля, разъедает его мембраны, способствует загрязнению смолой газовой аппаратуры. Нафталин дает отложения и забивает проходы для газа. Сера, как и в других видах топлива, увеличивает износы деталей двигателя, а у деталей, находящихся под высоким давлением, путем коррозии уменьшает их прочность.

Состав газов коксования сланца, % объемные.

На состав коксового газа, кроме природы перерабатываемого сырья и условий переработки, определенное влияние оказывает природа огнеупора, из которого выложены коксовые печи. Об этом свидетельствуют данные табл. 44, в которой приведены средние значения составов газов, получаемых на различных заводах СССР. Как следует из таблицы, в старых коксовых шамотных печах качество получаемых коксовых газов ниже качества коксовых газов современных динасовых печей, что объясняется более низкими температурами коксования в шамотных печах и значительной их неплотностью.

Замедленное коксование

Данный процесс называют еще и полунепрерывным. Этот способ получения нефтяного кокса наиболее распространен в мировой практике. Он подразумевает такой технологический процесс, при котором предварительно нагретое до 350-380 градусов сырье непрерывно подается на особые тарелки, находящиеся в ректификационных колоннах. Подобные установки работают при атмосферном давлении. Сырье для производства нефтяного кокса стекает по тарелкам и контактирует с парами, поднимающимися из реакционных аппаратов. Результатом такого массо- и теплообмена становится конденсат. Именно он и образует вместе с исходным продуктом вторичное сырье, подлежащее дальнейшему нагреванию до 490-510 градусов в трубчатых печах.

Далее смесь поступает в коксовые камеры. Это вертикально расположенные полые цилиндры, высота которых достигает 22-30 метров, а диаметр – 3-7 м.

Реакционная масса поступает в коксовые камеры непрерывно. Причем этот процесс длится на протяжении от 24 до 36 часов. За это время масса, благодаря удерживаемой ею теплоте, постепенно коксуется. Когда камера заполняется конечным продуктом на 70-90 процентов, его удаляют с помощью обычной струи воды, находящейся под высоким давлением.

Далее кокс помещают в дробилку, в которой измельчается на кусочки, размер которых не превышает 150 мм. После этого продукт с помощью элеватора подается на грохот, сортирующий его на фракции разных размеров. Камера, в которой был получен кокс, подлежит прогреву водяным паром и теми парами, которые подаются из работающих аппаратов. Далее емкость вновь заполняется сырьем.

После прохождения технологического процесса возникают летучие продукты. Это парожидкостная смесь, которая непрерывно выводится из действующих камер и последовательно разделяется на газы вначале в ректификационной колонне, а затем — в водоотделителе и газовом блоке, а также в отпарной колонне.

Коксовый газ состав

Коксовый газ. В состав коксового газа входит сравнительно большое количество С02 и углеводородов.

Конденсат коксового и смешанного газов загрязнен главным образом смолой, нафталином и фенолами, причем концентрация специфических загрязнений в конденсате коксового газа — наибольшая. Примерный состав конденсата коксового и смешанного газов приведен в табл. -7.

Бесцветный газ, без запаха и вкуса. Плотность по отношению к воздуху 0,967. Температура кипения — 190°С. Коэффициент растворимости в воде 0,2489 (20°), 0,02218 (30°), 0,02081 (38°), 0,02035 (40°). Вес 1 л газа при 0°С и 760 мм рт. ст. 1,25 г. Входит в состав различных газовых смесей, коксового, сланцевого, водяного, древесного, доменного газов, выхлопных газов автотранспорта и др.

Более сложный состав коксового газа, содержащего не только цианистый водород и аммиак (последний в значительно большем количестве, чем цианистый водород), но и большие количества диоксида углерода и сероводорода.

Процесс коксования заключается в термической, без доступа воздуха обработке каменноугольной шихты при температуре 900— 1100° С. При коксовании 1 т угля образуется 300—320 м3 коксового газа. В его состав входят: водород — 50—62% (объемных), метан —20—34, окись углерода — 4,5—4,7, углекислый газ—1,8— 4, азот — 5—10, углеводороды — 2—2,6 и кислород — 0,2—0,5%. Основная масса коксового газа улавливается и направляется на химическую переработку и утилизацию, около 6% газа поступает в атмосферу вследствие потерь во время загрузки и выгрузки печей и негерметичности аппаратуры. В некоторых случаях, например при нарушении режима работы батарей коксования или вспомогательных отделений утилизации, в атмосферу выбрасываются значительные количества неочищенного коксового газа.

Метод абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Состав абсорбента выбирается из условия растворения в нем поглощаемого газа. Например, для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый водород и др., целесообразно применять в качестве поглотительной жидкости воду, для улавливания водяных паров — серную кислоту, а ароматических углеводородов (из коксового газа) — вязкие масла.

Пятое условие, важное для создания безотходных технологий, заключается в поиске связей между различными узлами технологического процесса, установлении косвенных воздействий на отдаленные участки технологического процесса. Так, степень очистки диоксида углерода перед подачей его в реактор синтеза карбамида в итоге определяет потери аммиака при абсорбции его из отходящих газов конденсации

Неудовлетворительное отделение смолы от воды в отстойниках отделения конденсации коксохимического завода влияет на коррозию и состав сепараторных вод в отделении улавливания бензола.. Использование бездымной загрузки угольной шихты в коксовые печи заметно увеличивает объем сточных вод и приводит к образованию роданидов и тиосуль-фатов в цехах вакуум-карбонатной сероочистки. Таким, образом, удачное на данном участке технологическое решение может оказаться неприемлемым для последующих участков, нередко отдаленных узлов технологического процесса.

Необходимость очистки коксового газа

На сегодняшний день достаточно остро стоит проблема необходимости очистки коксового газа, ведь данный состав неблагоприятно влияет на экологический аспект жизнедеятельности. Таким образом, современное общество стремится к усовершенствованию соответствующих технологий. Очистка коксовых газов необходима для эффективности деятельности заводских механизмов, потому что цианид водорода, содержание которого в коксовом газе достаточно велико, служит основной причиной коррозии профессионального оборудования. Кроме того, при образовании коксового газа в обязательном порядке выделяется аммиак. Данное вещество предельно пагубно воздействует не только на трубопроводы, но и на окружающую среду, ибо в конечном итоге попадает именно туда. Результатом рассмотренных операций является высокий уровень потери продуктов химического происхождения для того или иного завода, а также значительная степень выброса газов и отходов жидкого происхождения в атмосферу.

Что такое кокс?

Вместе с тем на результаты доменной плавки оказывает влияние химический состав кокса — содержание золы; еще большее значение имеет содержание серы, а в отдельных случаях фосфора.

Обычно кокс имеет следующий химический состав 82 — 88 % твердого (нелетучего) углерода, 10 — 15 % золы, 0,5 — 1,8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей.

Кокс имеет достаточную пористость (до 50 %) и хорошую горючесть. Теплота сгорания равна 27,2 — 31,4 МДж / кг.

К основным областям применения кокса можно отнести.

  1. Выплавка чугуна (доменный кокс) — как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.
  2. В литейное производство (литейный кокс) — как ваграночное топливо.
  3. Химическая и ферросплавная промышленность (специальные виды кокса).
  4. Для бытовых целей (бытовой кокс).

Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25—40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и не более 80 мм. Такие размеры кусков связаны с тем, что доменная печь является печью шахтного типа в которой происходит противоток отходящих газов и шихтовых материало. Если куски кокса будут менее требуемого они будут выносится из печи вместе с отходящими газами.

Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60—80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание S, которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %).

В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10—25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью.

Бытовой кокс применяется для удовлетворения бытовых нужд, в частности отопления. Требования по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному.

Во всех приведенных выше производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, который содержит небольшое количество мелких фракций.

В настоящее время мировое производство каменноугольного кокса составляет около 500 млн т/год.

В Алтайском крае международная металлургическая компания Группа НЛМК приступила к модернизации производства на одном из крупнейших коксохимических предприятий России — Алтай-Коксе.Внедрение технологии трамбования угольной шихты позволит существенно повысить качество выпекаемого в Заринске кокса, снизить себестоимость и улучшить экологические параметры производства. Как сообщили в управлении Алтайского края по промышленности и энергетике, инвестиционный проект стоимостью 3,3 млрд рублей будет реализован на самой современной пятой коксовой батарее предприятия, запущенной в 2006 году.

— Это будет уникальный опыт для коксохимической отрасли, — подчеркивают в Алтай-Коксе. — Ведь до нас такую технологию применяли только на строящихся коксовых батареях. Мы первыми решили ее внедрить на действующем производстве — пятой коксовой батареи проектной мощностью 1,1 млн тонн в год, которая обеспечивает четверть всего производства предприятия.

Суть технологии трамбования в том, что угольную шихту загружают в коксовую печь не традиционным способом – насыпью сверху, а горизонтально в виде предварительно уплотненного угольного брикета. Утрамбованные частицы лучше спекаются, увеличивая горячую прочность кокса, повышая его устойчивость к механическим воздействиям при транспортировке и загрузке в домну.

Такой метод позволит решить сразу две задачи – повысить качество кокса и снизить его себестоимость за счет использования более дешевых марок коксующихся углей. В результате возрастет эффективность доменного производства НЛМК.

Коксовый газ

Коксовый газ, в соответствии с ранее рассмотренным влиянием на процесс температуры, обогащен термодиамически более стабильными углеводородами и водородом. В нем содержится 60 % водорода, 25 % метана и 2 — 3 % этилена. Как органическое сырье он представляет лишь небольшой интерес, хотя из него иногда выделяют этилен, используя его для различных синтезов. Главным же образом коксовый газ применяют к к газообразное топливо и для получения водорода.

Коксовый газ направляется к агрегатам после очистки от смолы, бензола, нафталина и аммиака. После очистки газ содержит следы смолы и пыли. Влагосодержание газа соответствует его насыщению при 25 — 3 5 С.

Коксовый газ полностью освобождают от аммиака, о чем подробно рассказано в гл. Этот аммиак в основном используют для производства сульфата аммония

Коксовый газ после отвода из коксовых печей и охлаждения проходит через отделение улавливания, где его освобождают от аммиака и бензола, а затем используют на металлургических заводах как топливо или направляют к другим потребителям. Если аммиак не улавливают, то в холодильниках непосредственного действия до улавливания бензола водой сорбируется значительная часть аммиака, который затем десорбируется при охлаждении оборотной воды в градирне и выбрасывается в атмосферу.

Коксовый газ получают в больших количествах при сухой перегонке каменного угля в коксовых батареях на металлургических заводах. В процессе коксования при высокой температуре выход газа составляет до 350 м3 на 1 т выжженного угля.

Коксовый газ в пределах 4 4 — 34 % ( по объему) с воздухом образует смеси, взрывающиеся от огня, искры или предметов, нагретых до температуры 640 С.

Коксовый газ не имеет цвета и обладает слабым запахом, температура пламени при сгорании в кислороде достигает 2000 С.

Коксовый газ относится к среднекалорийным газам, имеется на большинстве металлургических заводов и весьма дешев. Это дает возможность эффективно применять его в качестве горючего газа для сварки легкоплавких металлов и пайки.

Коксовый газ, пройдя стадии очистки от аммиака, пиридиновых оснований, удаления сырого бензола подвергается очистке от сероводорода и цианистого водорода.

Коксовый газ поступает в абсорбер ( 1), где очищается от сероводорода мышьяково-содовым раствором. Очищенный газ направляется на отопление коксовой батареи. Последний представляет собой колонну, в которой прямотоком снизу вверх движутся регенерируемый раствор и нагнетаемый компрессором ( 4) сжатый воздух. Серная пена из пеносборника поступает на вакуум-фильтр ( 5), где сера отделяется от раствора. Отделение остатков раствора производится в автоклаве ( 8), где сера плавится под давлением и ее расплав отстаивается от раствора. Далее сера охлаждается в охладителе ( 9) и в виде чешуйчатого продукта отгружается потребителю.

Коксовый газ — Для получения азото-водородной смеси.

Коксовый газ при повышении температуры термической переработки угля, в соответствии с ранее рассмотренными закономерностями, обогащается термодинамически более стабильными углеводородами и водородом. В нем содержится около 55 % водорода, 25 % метана, 2 — 3 % этилена и очень небольшие количества других углеводородов.

Коксовый газ получается как побочный продукт при коксовании угля. Применяется для мартеновских и — нагревательных печей, в — котлах и газ овых двигателях.

Коксовый газ приобретает все большее значение в качестве газообразного топлива и исходного сырья для синтезов.

Коксовый газ редко используется в топочных устройствах.

Шихта

Для поддержания горения доменных печей требуется большое количество каменноугольного кокса. Данный продукт представляет собой пористую, но в то же время твердую спекшуюся массу. Она получается в результате удаления летучих веществ из каменного угля.

Кокса химическое производство основано на процессе гидролиза. Помимо этого, возможен и сухой перегон каменного угля. Но в любом случае производство кокса связано с нагреванием исходного продукта без малейшего доступа воздуха. Целью гидролиза является отделение углерода от всех остальных веществ, входящих в состав угля. Что представляет собой сырье для производства кокса? Это каменный уголь различных сортов, в том числе жирный и коксовый, газовый и тощий. Называют такое сырье шихтой. Основу данного продукта составляет самый дорогой сорт – коксующийся уголь. На металлургические заводы России шихту доставляют из месторождений Кузбасса, а также Печоры. Богатыми залежами коксующихся углей может гордиться и Якутия. Здесь их добывают на территории Нерюнгри, до которой специально была проведена ветка железной дороги.

В связи со своими масштабами производство кокса требует большого количества сырья. Его доставляют к производственным цехам в насыпных вагонах. Здесь шихту перегружают в огромные башни, в которых специальные механизмы, будто насосы, закачивают поступивший уголь в коксовые колонки. Зимой шихта поступает, как правило, в замерзшем состоянии. И поэтому перед выгрузкой ее отогревают прямо в вагонах, загоняя их в специальные огромные ангары.

История отрасли

Коксовый уголь долгое время не находил промышленного применения. И это несмотря на то, что как ископаемое он был известен давно. Массовое использование началось только с середины XVIII века после того, как при доменной плавке стал использоваться кокс, а не древесный уголь.

Извлечение побочных продуктов из коксового газа началось гораздо позже, так как до этого времени считалось, что смола, содержащаяся в газе – просто отход производства, поэтому она не находила практического применения. Хотя уже тогда промышленники знали, что эти «побочные продукты» содержат бензол, аммиак, нафталин, однако технологии тех времен попросту не позволяли извлечь их.

Ситуация изменилась во второй половине XIX века: в это время налаживалось производство синтетических красителей, а потому спрос на смолу, бензол и прочие «отходы» коксохимической промышленности вырос.

В России, несмотря на богатейшие месторождения марганцевых и железных руд, каменного угля и известняков, коксохимическая промышленность начала «расти» только после Октябрьской революции. Правда, развивалась отрасль гигантскими темпами: строились заводы, оснащенные по последним техническим возможностям.

Начавшаяся в 1941 году ВОВ временно затормозила развитие промышленности, однако в период 1946-1950 гг. все разрушенные заводы были восстановлены и даже запущены новые.

В настоящее время отрасль продолжает развиваться: разрабатываются месторождения, изыскиваются новые технологии обработки сырья и переработки отходов.

Химия 10 класс

«Свойства алканов» — Водород. Предельные углеводороды. Номенклатура ИЮПАК. Физические свойства алканов. Алканы. Природный газ. Соединения. Правила работы за компьютером. Химические свойства алканов. Номенклатура. Галогенирование метана. Природный газ как топливо. Алкены и алкины. Решаем задачи. Базовый уровень. Природные источники углеводородов. Вариант специальных упражнений. Изучите информацию параграфа.

««Металлы» химия 10 класс» — Самый твердый – хром. Что такое металлы ? Роль металлов в развитии цивилизации. Нахождение в природе. Модели кристаллических решёток металлов: а) кубическая гранецентрированная; б) кубическая объёмноцентрированная; в) гексагональная. Самый мягкий – калий. Плотность. Первыми людьми, из древнего мира которые выплавили бронзу, были египтяне. Железный клинок был обнаружен в гробнице Тутанхамона. Затем люди научились выплавлять медь из руды.

«Металлы, свойства металлов» — М.В. Ломоносов — металлы «светлое тело, которое ковать можно». Обладают металлическим блеском. В быту. Сельское хозяйство. R увеличивается,так как увеличивается количество энергетических уровней. Граница между металлами и неметаллами-условная. По химической активности. Восстановительные способности и неметаллические свойства уменьшаются. Закономерность изменения свойств металлов в периоде. Закономерность изменения свойств металлов в группе.

«Свойства карбоновых кислот» — Диссоциация в водном растворе. Понятие о функциональной группе. План характеристики. Свойства. Структурная изомерия. Может тот, кто думает, что может. Химические свойства. Карбоновые кислоты. Одноосновные карбоновые кислоты. Классификация. Дать характеристику новому классу органических веществ. Кислота. Физические свойства. Разработка урока по химии. Сдвиг электронов. Органические вещества. Карбоксильная группа.

««Сложные эфиры, жиры» химия» — Запах груш. Пчелиный воск. Химические свойства. Названия сложных эфиров. Агрегатные состояния. В бытовой химии. Зависимость свойств от строения. Сложные эфиры. Твердые жиры. Применение жиров. Запах абрикосов. Применение сложных эфиров. Запах вишни. Строение. Функции жиров. Жидкие жиры. Реакции этерификации. Жиры. Омыление жиров. Классификация жиров. Нахождение в природе. Номенклатура. Запах яблок.

«Крахмал» — Биосинтез крахмала. Биологическое значение крахмала. Гидролиз крахмала

Спасибо за внимание. Молекула крахмала

Качественная реакция на крахмал. Значение крахмала для организма человека. Промышленное значение крахмала. Полисахариды. Физические свойства крахмала.

«Химия 10 класс»

Химический состав — кокс

Химический состав кокса характеризуется массовой долей различных элементов в органическом веществе и содержанием минеральных примесей.

Схема устройства коксовой печи в разрезе.

Химический состав кокса в зависимости от месторождения угля: 80 — 88 % углерода, 0 5 — 1 8 % серы, доО 015 — 0 040 % фосфора, 8 0 — 12 0 % золы; до 5 % влаги; 0 7 — 1 2 % летучих.

Что касается показателей химического состава кокса ( содержание летучих веществ, золы, серы, металлов и воды), то при обработке и транспортировании они практически не изменяются.

Важнейшими из них при рассмотрении закономерностей окислительной регенерации являются химический состав кокса, его структура и дисперсность, а также распределение отложений по грануле катализатора.

Вместе с тем на результаты доменной плавки оказывает влияние химический состав кокса — содержание золы; еще большее значение имеет содержание серы, а в отдельных случаях фосфора.

Качество кокса — один из решающих факторов, определяющих технико-экономические показатели доменной плавки; оно зависит от прочности, пористости и химического состава кокса.

Изменение глубины окисления кокса в зависимости от температуры. О.О.А — образцы 1 2 и 3, соответственно.

На графике представлена зависимость между относительными скоростями окисле — ния водорода и углерода в коксе на катализаторе, из которой следует, что преимущественно выгорает наиболее богатая водородом часть кокса, и, следовательно, должно наблюдаться постоянное изменение химического состава кокса в процессе горения.

Обычно кокс содержит 82 — 88 % твердого ( нелетучего) углерода, 10 — 15 % золы, 0 5 — 1 8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей.

До сих пор предполагалось, что в пределах температур 1300 — 2500 происходит постепенное возрастание истинной плотности. Последнее нами объясняется протеканием сложных процессов с изменением химического состава кокса и особенностями механизма кристаллизации ( или упорядоченности), который в этом случае нельзя рассматривать как однозначно развивающийся процесс. По-видимому, он проходит через ряд рекристаллизационных этапов, еще слабо освещенных в специальной литературе. На рис. 2 приведено значение истинной плотности нефтяных коксов четырех видов: из крекинг-остатка грозненской малосернистой неф-тесмеси, из гудрона и крекинг-остатка сернистой девонской ( преимущественно ромашкинской) нефти и пиролизного малосернистого кокса.

Каменноугольный кокс образуется в процессе нагрева ( сухой перегонки) некоторых сортов каменного угля в коксовых печах до 1000 — 1100 С. Обычно кокс содержит 82 — 88 % твердого ( нелетучего) углерода, 10 — 15 % золы, 0 5 — 1 8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей. Кокс имеет достаточную пористость ( до 50 %) и хорошую горючесть, теп лота сгорания равна 27 2 — 31 4 МДж / кг. В качестве жидкого топлива для мартеновских и нагревательных печей используют мазут. Примерный состав мазута 87 % С, 12 % — Н2, 1 % — ( О2 N2), теплота его сгорания около 42 МДж / кг.

Иногда принимают, что механизм образования кокса обусловлен прямым термическим распадом углеводородов. Эта схема реализуется при высоких температурах; при этом свойства катализатора, его активность не играют решающей роли, так как катализатор не участвует в каких-либо актах образования промежуточных соединений. В этой работе проанализирован химический состав кокса. Показано, в частности, что в начале процесса ( через 3 мин.

Расход углекислоты

Чтобы не быть голословным в оценке выхода диоксида углерода для производственной нужды, следует привести конкретный пример. Стандартная газовая емкость — 40-литровый баллон, содержит 24 кг чистого диоксида углерода, который на выходе образует 12 кубометров защитной среды.

Однако рабочие смены с такой продолжительностью работы почти не встречаются, возьмем обычную смену — 8 час. Разделив объем газа на один рабочий день, получим 8 л контролируемой атмосферы.

Справочник указывает, что 1 кг наплавки потребует 1100 г углерода и 1300 — присадочного материала. Путем несложных вычислений можно прийти к следующему выводу: 1200 г присадки возьмут из баллона 1000 г газа.

Разумеется, это примерные сведения, однако они часто совпадают с фактическими данными. Для сварщиков-новичков приводится таблица расхода углекислоты, в зависимости от диаметра нити и показателя силы тока.

Химия нефти

Нефтяные коксы относятся к углеродистым материалам — содержание углерода в них составляет 92-95% (масс.). В зависимости от качества сырья они могут содержать 2-7% водорода, 1-7% (масс.

) серы, азота и кислорода.

В коксе также имеются и другие элементы — металлы и неметаллы, такие, как ванадий, железо, никель, натрий и другие, составляющие его неорганическую часть и повышающие зольность кокса, что нежелательно.

Потребность в нефтяном коксе весьма значительна. Основной потребитель кокса — алюминиевая промышленность: кокс служит восстановителем (анодная масса) при выплавке алюминия из алюминиевых руд (бокситов). Удельный расход кокса довольно высокий — 550 — 600 кг/т алюминия.

Другие области применения кокса:

  • в качестве сырья для изготовления электродов, используемых в сталеплавильных печах;
  • для получения карбидов (кальция, кремния), которые применяются при получении ацетилена;
  • в производстве шлифовочных материалов при изготовлении проводников, огнеупоров и др.

Сернистые и высокосернистые коксы используются в качестве восстановителей и сульфидирующих агентов. Специальные сорта кокса используются как конструкционный материал для изготовления химической аппаратуры, работающей в условиях агресивных сред, в ракетной технике и других областях.

Получение нефтяного кокса

Нефтяной кокс получают в процессе коксования при температуре 450—520°С. Исходным сырьем являются нефтяные остатки: гудроны, полугудроны, крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, остатки масляного производства (асфальты, экстракты).

Основным источником коксообразования являются смолисто-асфальтеновые вещества, содержащиеся в сырье.

В зависимости от исходного сырья и промышленного способа коксования получают коксы различного качества, различающиеся содержанием серы, золы и степенью упорядоченности структуры.

Наиболее дорогим является кокс высокоупорядоченной анизотропной (игольчатой) структуры, используемый для производства специальных электродов. Для получения игольчатого кокса используют специально подготовленное сырье — дистиллятные крекинг-остатки.

В зависимости от сырья и технологии изготовления получают следдующие марки малосернистого нефтяного кокоса:

Марка кокса Технология изготовления Область применения
КНПС-СМ Коксование в кубах смолы пиролиза Производство углеродных конструкционных материалов специального назначения
КНПС-КМ Коксование в кубах смолы пиролиза Производство углеродных конструкционных материалов
КНГ Коксование в кубах прямогонных, крекинговых и пиролизных остатков Производство графитированной продукции
КЗГ Замедленное коксование (кокс с размером кусков свыше 8 до 250 мм) Производство графитированной продукции
КЗА Замедленное коксование (кокс с размером кусков свыше 8 до 250 мм) Алюминиевая промышленность
КНА Коксование в кубах прямогонных и крекинговых остатков Алюминиевая промышленность
КЗО Замедленное коксование (коксовая мелочь с размером кусков до 8 мм) Производство абразивов и другой продукции

Характеристики нефтяного кокса

В соответствии с ГОСТ 22898—78 вырабатывают коксы восьми марок.

Показатель Марки кокса
КНПС-СМвысший сортОКП 02 5821 0111 КНПС-КМпервый сортОКП 02 5821 0112 КНГОКП 02 5821 0115 КЗГОКП 02 5821 0132 КЗАвысший сортОКП 02 5821 0141 КЗАпервый сортОКП 02 5821 0142 КНАОКП 02 5821 0121 КЗООКП 02 5821 0171
Массовая доля обшей влаги, %, не более 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Массовая доля летучих веществ, %, не более 6,0 6,0 8,0 9,0 7,0 9,0 8,0 11,5
Зольность, %, не более 0,15 0,30 0,50 0,60 0,40 0,60 0,50 0,80
Массовая доля серы, %, не более 0,20 0,40 1,00 1,00 1,20 1,50 1,00 1,50
Массовая доля мелочи, %, не более:
    куски размером меньше 25 мм 4,0 4,0
    куски размером меньше 8 мм 10,0 10,0 8,0 10,0 10,0
Действительная плотность после прокаливания при 1300°С в течение 5 ч, г/см3 2,04÷2,08 2,04÷2,08 2,08÷2,13 2,08÷2,13 2,08÷2,13 2,08÷2,13 2,08÷2,13
Истираемость, %, не более 9,0 11,0
Массовая доля, %, не более:
    кремния 0,04 0,08 0,04
    железа 0,05 0,08 0,05
    ванадия 0,01 0,015 0,012
Оценка микроструктуры, балл, не менее не норм. не норм.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.