Кокосовый уголь: что можно с ним делать?

Конечный продукт

Полученный первичный концентрат подвергается доводке – чтобы получить материал, который будет полностью соответствовать принятым стандартам. Конечный продукт с ГОФ отправляется потребителям.

На выходе обогатительные фабрики получают концентрат, который содержит наибольшее количество горючей массы с минимальным числом лишних примесей. За счёт этого повышается самое главное качество концентрата – теплота сгорания.

Ещё в процессе обогащения образуется так называемый промпродукт – смесь сростков угольных и породных компонентов. В большинстве случаев его отправляют на повторное обогащение, но иногда реализуют в качестве котельного топлива.

И третий продукт углеобогащения, который содержит в себе в основном породные минералы, – это отходы обогащения (по-другому из называют микстами). В составе некоторых отходов есть достаточное для переработки количество угля, поэтому их тоже иногда отправляют на повторное обогащение.

Остальные миксты угольные предприятия, как правило, складируют в хвостохранилищах. Но постепенно в угольной отрасли получает распространение переработка углесодержащих отходов (например, получение брикетов).  

Теги:обогащение угля
уголь

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:

Характеристики нефтяного кокса

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

Использует

Кокс используется в качестве топлива и восстановителя при плавке железной руды в доменной печи . Монооксид углерода, образующийся при его сгорании, восстанавливает оксид железа ( гематит ) при производстве железного продукта. ( )
2Fe2О3+3C⟶4Fe+3CO2{\ Displaystyle {\ ce {2Fe2O3 + 3C -> 4Fe + 3CO2}}}

Кокс обычно используется в качестве топлива для кузнечного дела .

Кокс был использован в Австралии в 1960 — х и начале 1970 — х годов для отопления дома, и стимулы для домашнего использования в Великобритании ( с тем, чтобы заменить уголь) после закона 1956 года о чистом воздухе, который был принят в ответ на Великую смога в Лондоне в 1952 г.

Поскольку дымообразующие компоненты удаляются во время коксования угля, кокс образует желаемое топливо для печей и печей, условия в которых не подходят для полного сжигания самого битуминозного угля . Кокс можно сжигать, образуя мало дыма или совсем без дыма, тогда как битуминозный уголь выделяет много дыма. Кокс широко использовался в качестве бездымного топлива, заменяющего уголь при бытовом отоплении после создания « бездымных зон » в Соединенном Королевстве.

Вискикурня Highland Park на Оркнейских островах обжаривает солодовый ячмень для использования в шотландском виски в печах, сжигающих смесь кокса и торфа .

Кокс можно использовать для получения синтез-газа, смеси окиси углерода и водорода .

• Синтез-газ ; водяной газ : смесь окиси углерода и водорода, полученная путем пропускания пара над раскаленным коксом (или любым углем на основе углерода)
• Генераторный газ (всасываемый газ); древесный газ ; генераторный газ; синтетический газ : смесь окиси углерода, водорода и азота , полученная путем пропускания воздуха через раскаленный кокс (или любой уголь на основе углерода)
• Коксовый газ, вырабатываемый коксовыми печами, похож на синтез-газ с 60% водорода по объему. Водород можно экономично извлекать из коксового газа для различных целей (включая производство стали).

Сколько раз можно использовать КАУ-А

Один и тот же кокосовый уголь можно использовать трижды, после чего его адсорбирующие способности падают, поскольку забиваются имеющиеся в нем микропоры.

Утверждают, что уголь можно восстановить, для чего:

• залить отработанный уголь дистиллированной водой. Воды должно быть раза в 3 больше по объему. Взболтать, выдержать минут 20, слить;
• повторить промывку 3 раза;
• поставить в жаростойкой емкости в духовку при 190°С;
• вначале ни уголь, ни дверку духовки не прикрывают. Когда запах спирта исчезнет, прикрыть негерметично емкость, закрыть духовку;
• прожаривать 6 – 8 часов.

После остывания можно использовать, как новый продукт. Но повторно желательно не промывать, не так уж он дорог, чтобы рисковать своим здоровьем из-за некачественной очистки самогона.

Установка замедленного коксования

Коксование проходит в специальных камерах, которые внешне напоминают вытянутые вертикальные цилиндры. Их диаметр от 3 до 8 метров, а высота от 22 до 40 метров.

В эту установку постоянно подается первоначальное сырье, которое обрабатывается с помощью температуры. Как только камера будет заполнена на 70-90 процентов, производится выемка готового материала. Для этого используется специальный гидрорезак — бур с соплами на концах, через которые подается вода под давлением в 150 атмосфер.

Когда готовый вымывается из основной камеры, он поступает в дробилку, где его измельчают на различные фракции, которые не превышают 150 миллиметров. А дальше он уже переводится в систему сит, где происходит сортировка по размерам. Коксованный уголь разделяется на фракции 0,5-6, 6-25 и 25-150 миллиметров.

После этого камера, где проходила обработка, очищается от остатков завершенного процесса с помощью пара. И установка вновь заполняется каменным углем. Помимо этого во время обработки происходит выделение различных летучих смесей. Они во время процесса выводятся из основной камеры и сохраняются в специальных контейнерах.

Как правильно использовать кокосовый уголь

Предлагаем вам ознакомиться с инструкцией для каждой техники и экспериментальным путём решить, какой из них больше подходит именно вам.

Настаивание

Процесс включает в себя следующий алгоритм действий:

1. Разбавьте напиток водой. Снижение крепости продукта благотворно повлияет на процесс очистки. Если вы предполагаете проводить повторную дистилляцию, ориентируйтесь на 20 градусов; если же нет — достаточно будет снизить крепость до 50.
2. Измельчите уголь. Кокосовый уголь принадлежит к группе адсорбентов: подобные вещества задерживают вредные примеси на своей поверхности. Именно с целью увеличения площади соприкосновения угля с самогоном его и следует разломить (если вы приобрели продукт в формате брикета). Достаточно будет сформировать бруски длиной/шириной в 2-3 сантиметра.
3. Промыть полученные кусочки.
4. Засыпать необходимое количество продукта в герметичную стеклянную посуду. Оптимальным решением станет плотно закрывающаяся банка или бутылка. Исходите из пропорции 2-3 столовые ложки угля на 1 литр 40-50% самогона. Больше можно, меньше не стоит.
5. Залить напиток в ёмкость с углём.
6. Тщательно перемешать. Как вариант можно плотно закрыть тару и хорошенько взболтать смесь — это особенно удобно в том случае, если вы решили использовать бутылку.
7. Плотно закрыть посуду с самогоном и настаивать в тёмном месте. Как показывает практика, для полной очистки напитка хватит и 3 часов.

Вот и всё! Перед розливом дважды процедите готовый напиток: вначале через сито или марлю, затем через вату или ватный диск (подойдёт так же кофе-фильтр и фильтр для воды).

Фильтрация

Это менее энергозатратный и кропотливый способ. Однако здесь вы сможете проявить себя в качестве самого настоящего инженера, поскольку фильтр для очистки самодельного алкоголя придётся создавать самостоятельно.

• стеклянная бутылка;
• стеклянная банка;
• кокосовый уголь;
• вата/ватные диски;
• чистая ткань или марля.

1. Бутылку нужно разрезать на расстоянии около 2-3 сантиметров от дна. Воспользуйтесь удобным стеклорезом или старым дедовским методом: обвяжите бутыль проспиртованной верёвкой, подожгите и резко опустите в заранее подготовленную ледяную воду.
2. В крышке бутылки проделайте несколько отверстий. Старайтесь делать отверстия как можно меньше для улучшения процесса фильтрации.
3. «Препарированную» бутылку установите в банку отверстием («бывшим дном») вверх.
4. Проложите фильтр-композицию слоями в таком порядке:

• вата (обязательно у горлышка бутылки во избежание просачивания угля в готовый самогон);
• марля;
• уголь (в количестве приблизительно 15 граммов на литр самогона);
• марля.

При обнаружении в очищенном напитке всё-таки попавших частичек угля, проведите вышеописанную обработку самогона путём двойного процеживания.

Подготовка угля

Добытую на разрезе или в шахте породу горняки отгружают в спецтехнику, которая доставляет её на горно-обогатительную фабрику. Там горная масса проходит начальный этап обогащения – подготовку.

Первичную породу сортируют на классы по размеру кусков и наличию минеральных включений. Главная задача – выявить углесодержащие компоненты.

Для отделения фракций угля ГОФы на специальном оборудовании проводят процедуры грохочения и дробления.

Грохот для обогащения угля. Фото: 150tonn.ru

Сначала порода загружается в грохоты – аппараты в виде одного или нескольких коробов с ситами или решетами с калиброванными отверстиями. Куски породы просеивают, после чего сортируют по фракциям в классификаторах.

Все классификаторы работают примерно по одной схеме: пульпа (смесь угля и жидкости) непрерывно поступает в заполненный водой сосуд. Крупные частицы угля быстро оседают на дно сосуда, а мелкие «уходят» вместе с пульпой через сливной порог.

Затем отсортированную породу измельчают до необходимых размеров при помощи дробильных установок.

Стандартная классификация крупности угля включает в себя следующие виды: плитный (более 100 мм), крупный (50-100 мм), орех (26-50 мм), мелкий (13-25 мм), семечко (6-13 мм), штыб (менее 6 мм). Также есть так называемый рядовой уголь, который имеет неограниченные размеры.

Основные продукты угля

Самые скромные подсчеты говорят о том, что продукты угля составляют 600 наименований.Ученые разработали различные методы получения продуктов переработки каменного угля. Метод переработки зависит от желаемого конечного продукта. Например, чтобы получить чистые продукты, такие первичные продукты переработки каменного угля — коксовый газ, аммиак, толуол, бензол — применяют жидкие промывочные масла. В особых аппаратах обеспечивается герметизация продуктов и защита их от преждевременного разрушения. Процессы первичной переработки предполагают и метод коксования, при котором каменный уголь нагревается до температуры +1000оС при полностью перекрытом доступе кислорода.По окончанию все необходимых процедур любой первичный продукт дополнительно очищается. Основные продукты переработки каменного угля:

• нафталин
• фенол
• углеводород
• салициловый спирт
• свинец
• ванадий
• германий
• цинк.

Без всех этих продуктов наша жизнь была бы намного сложнее.Взять хотя бы косметологическую промышленность, она является наиболее полезной для людей областью применения продуктов переработки угля. Такой продукт переработки угля, как цинк широко применяется для лечения жирной кожи и угревой сыпи. Цинк, а также серу добавляют в кремы, сыворотки, маски, лосьоны и тоники. Сера ликвидирует имеющееся воспаление, а цинк предупреждает развитие новых воспалений.Кроме этого, лечебные мази на основе свинца и цинка применяют для лечения ожогов и травм. Идеальным помощником при псориазе является тот же цинк, а также глинистые продукты каменного угля. Каменный уголь является сырьем для создания отличных сорбентов, которые применяются в медицине для лечения заболеваний кишечника и желудка. Сорбенты, в составе которых присутствует цинк, используют для лечения перхоти и жирной себореи.В результате такого процесса, как гидрогенизация, из каменного угля на предприятиях получают жидкое топливо. А продукты сжигания, которые остаются после этого процесса, являются идеальным сырьем для разнообразных стройматериалов, имеющих огнеупорные свойства. К примеру, именно таким образом создается керамика.

Коксование углей

Коксотушильный вагон перед башней мокрого тушения

Широко распространённый технологический процесс, состоящий из следующих 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 0,3 мм, смешение нескольких сортов угля, сушка полученной шихты.

Коксовая печь — технологический агрегат, в котором осуществляется коксование каменного угля (на заводе бездымного топлива, Южный Уэльс)

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.

Продолжительность нагрева составляет 14—16 часов. Температура процесса — 900—1050 °C. Полученный кокс (75—78 % от массы исходного угля) в виде так называемого «коксового пирога» (спёкшейся пластической массы) — выталкивается специальными машинами («коксовыталкивателями») в железнодорожные вагоны, в которых охлаждается («тушится») водой или газом (азотом).

При 250 градусах Цельсия из угля испаряется вода, улетучиваются угарный газ и углекислый газ, при 350 градусах улетучиваются углеводороды, соединения азота и фосфора, при 500 градусах происходит спекание — образуется полукокс, при 700 градусах и больше улетучивается водород и образуется кокс.

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 °C). 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.

Коксохимические заводы являются одним из крупнейших потребителей каменного угля — до ¼ мировой добычи.

3 Пиролиз и газификация

Пиролиз

Пиролиз – разложение бурого угля при нагревании без доступа воздуха. Различают четыре основных процесса пиролиза:

1. полукоксование до 500–550 °С;
2. среднетемпературное коксование700–750 °С;
3. высокотемпературное коксование до 900–1100°С;

4. графитизация 1300–3000 °С.

Бурый уголь при нагревании не размягчается, при этом происходит выделение летучих веществ, которые частично разлагаются. В остатке образуется более или менее монолитный полукокс, претерпевший сильной усадки. При полукоксовании бурого угля различают три температурные зоны []: p>

1. зона предварительного нагревания до 100°С;
2. зона сушки 100-125°С;

3. зона полукоксования 225-500°С.

Во время пиролиза под действием температуры в угле происходят существенные изменения. Первый этап – испарение влаги при температурах до 125-160 °С, затем начинается разложение органической массы бурого угля. По мере протекания процесса удаляются кислород, водород и азот, а твердый остаток обогащается углеродом. На начальных стадиях при температурах до 200 °С кислород выделяется в основном в виде диоксида углерода и пирогенетической воды за счет отщепления функциональных групп, сопровождается реакциями конденсации радикалов, которые остаются.

Азот выделяется в виде аммиака, других азотистых соединений и в свободном состоянии.

При температуре 200-350 °С происходит плавное уменьшение твердого остатка, выделение паров и газов увеличивается лишь на 6-7%. Зона от 350 до 450 °С характеризуется повышением скорости выхода парогазовой фазы и более резким уменьшением выхода твердого остатка. В температурном интервале 450-550 °С происходят небольшие изменения выхода как твердого остатка, так и парогазовой смеси.

Схематическое изображение процесса пиролиза рисунок 1.3. []

Рис. 1.3 – Структурная схема процесса пиролиза

Газификация

Процесс превращения органической массы угля в газообразные вещества носит название газификация. В процессе газификации углерод чаще превращается в моноксид углерода, водород – в водяные пары и вместе с серой, которая находится в органической массе угля – в сероводород, азот – в оксиды азота. Минеральная часть угля в зависимости от температуры газификации переходит в золу или шлак.

Газификация угля лежит в основе многих технологических процессов, связанных с его применением. Первые процессы газификации разрабатывались с целью получения из угля горючих газов, которые применялись как бытовое топливо для уличного освещения, как промышленное топливо для различных высокотемпературных процессов.

Перед этими процессами бурый уголь измельчают, а при необходимости обезвоживают

Очень важно привести бурый уголь к необходимой крупности – это может быть газификация кускового (> 3мм), мелкодисперсной (1-3мм) и тонкодисперсного (7]

Требования к бурому углю, который подают на пиролиз и газификацию

Рациональная влажность исходного угля для процесса пиролиза – влага (Wrt) до 15%, зольность (Ad) до 10%, уголь должен быть малосернистый. Для процесса газификации – влага (Wrt) до 65%, зольность (Ad) до 40%. p>

Основные отличия сырья для металлургической отрасли

На внешний вид каменноугольный кокс представляет россыпи различных фракций темно-серого (или даже черного) цвета. Это твердый пористый продукт. Плотность кокса разделяется на истинную и кажущуюся. Первая составляет 1.80-1.95 г/см3, вторая – приблизительно единица.

Однако эта величина может меняться в зависимости от условий получения, сырья (шихты), других технологических тонкостей. Так, при высоком содержании газовых углей прочность конечного продукта уменьшается. Но при этом наблюдается более легкая воспламеняемость материала.

Если понимать, как делают кокс из угля, то совсем нетрудно увеличить прочность, иногда заменяемую понятием истирание. Это достигается созданием условий для более длительного процесса коксования, что выполняется в основном за счет снижения температуры. Если в первом случае коксование идет при Т 1050 градусов, то во втором – около 950.

Видео: Как делается кокс на ОАО «Кокс» (Кемеровский коксохимический завод)

Уже было отмечено, где используется кокс, но есть потребность немного повторится:

1. Плавка чугуна, где требуется высококачественное (с низкой долей серы) бездымное сырье.
2. Материал для восстановления железной руды.
3. Обогащение шихты.
4. Литейное производство, как ваграночное топливо, используемое для эксплуатации специальных печей.

Все виды представляют кокс металлургический, но между первым и четвертым пунктами огромная пропасть по типу сырьевой базы. Суть отличий понятна в большей степени специалистам.

Для выплавки чугуна используют кокс доменный. К которому предъявляется ряд специфических требований. Часть из них регламентируется ГОСТ 5.1261-72 (с внесенными изменениями в 1974 году).

Выплавка чугуна

Туда входят такие параметры:

• зольность и серность (средние и предельные значения);
• выход летучих веществ;
• два вида показателя прочности М25 и М10;
• допустимый процент присутствия кусков менее 25 мм (максимум 3%);
• средний размер фракции 25-40 мм, но не более 80.

В свою очередь кокс литейный считается более пригодным продуктом для металлургии. Размер фракций варьируется в диапазоне 60-80 мм. Желающий кокс литейный купить могут согласовывать потребности предприятия с ГОСТ 3340-88, по которому регламентируется изготовление этого вида сырья. В нем описываются все те же параметры, что и для доменной разновидности. При этом есть только один показатель прочности М40, который на самом деле имеет промежуточное значение между М10 и М25.

Кокс литейный и цена на него интересует предприятия, занимающиеся производством:

• стали;
• ферросплавов;
• машиностроением;
• в других отраслях тяжелой промышленности.

Если сравнивать показатели перечисленных параметров, нетрудно убедиться в том, что литейный кокс в металлургии ценится за следующее:

• меньшее содержание серы (не более 1%);
• слабое выделение легкоиспаряющихся веществ;
• низкая электрическая проводимость;
• высокая реакционная способность;
• повышенная калорийность.

Но следует отметить, что для производства ферросплавов используют мелкие фракции, размером от 10 до 25 мм. Это не подходит под описание чисто литейного продукта, однако качественное содержимое – да. Поэтому в этой отрасли используют так называемые отходы (побочный продукт).

Схема загрузки кокса и шихты в доменную печь при производстве чугуна

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.