Някога коксовият газ се смяташе за страничен продукт в процеса на производство на кокс, толкова често дори беше изпускан в атмосферата (което е много отпадък!). По-късно газът се използва за отопление на коксови пещи, а днес вече се разпределя напълно на външни потребители за битови и други нужди. Как се произвежда коксов газ и какъв е неговият състав? Тази статия обсъжда всички аспекти на проблема и предоставя конкретни примери за използването на газ.
Исторически аспект
Историята на коксовия газ започва в края на 19-ти - началото на 20-ти век. Още тогава се използва за осветление, отопление и съответно за готвене и други домакински задължения. По това време избухва индустриалната революция и урбанизацията. Производството на странични продукти, каменовъглен катран и амоняк започва да служи като най-важни компоненти, а именно суровини, при производството на багрила с химичен състав и в химическата промишленост като цяло. По този начин, абсолютно всички видове багрилаизкуствени са направени от катран и коксов газ.
В допълнение, коксовият газ се използва широко в пещите за производството на промишлени продукти, в газови двигатели и, разбира се, като суровина при производството на химически продукти.
Производство на газ от коксова пещ
Получаването на коксов газ става едновременно с производството на кокс в коксовите заводи чрез суха дестилация на въглища. Важно е да се отбележи, че този процес трябва задължително да протича при температура от 900-1200 градуса. Както бе отбелязано по-горе, в началните етапи на генериране газът се считаше за страничен продукт, така че често изпускаше в атмосферния въздух. Малко по-късно коксовите пещи започнаха да се нагряват с коксов газ. По този начин потреблението на газ за лични нужди е претърпяло значително намаление (почти до 60%), докато останалата част от количеството принадлежи на други категории потребители, например за нагревателни пещи в металургичното производство, чиято температура е изключително висока, или за домакинска работа. Днес абсолютно целият газ принадлежи на външни потребители. Защо? Факт е, че коксовият газ е много калоричен, което означава, че е възможно да се използва по-евтин газ за отопление на пещи. LPG е отличен пример за това. Между другото, той се основава на смес пропан-бутан.
Състав на газ от коксова пещ
Както се оказа, от различни газовеот изкуствен произход, газът, разглеждан в статията и получен в процеса на коксуване на въглища, е от голямо значение. Трябва да се отбележи, че от практическа гледна точка неговият състав претърпява значителни колебания. Това зависи по правило от суровината, която се използва като гориво, от разликата в режимите на работа, от физическото състояние на коксовите пещи и т.н. Неговата калоричност е в рамките на 15-19 MJ/m3. Ако разгледаме компонентите на този газ като процент от обема, тогава се образува следната картина:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- ненаситени въглеводороди: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Важно е да се отбележи, че коксовият газ (формула: H2CH4NH3C2H4) има плътност при температура от нула градуса от 0,45 до 0,50 kg / m3, топлинният капацитет е равен на 1,35 kJ / (m3 K), а температурата, съпътстваща процеса на запалване, достига 600-650 градуса.
Формула на веществото
Както се оказа по-горе, съставът на коксовия газ включва вещества като водород (H2), метан (CH4), амоняк (NH3) и етилен (C2H4). Като пример би било подходящо да се даде следния състав на пречистен коксов газ:
| Компонент | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Съдържание, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Важно е да се отбележи, че съставът на разглеждания газ е строго зависим от температурния режим на процеса на коксуване и неговата продължителност. Качеството на преработваните въглища също играе огромна роля. По този начин, колкото по-висок е температурният режим на процеса на коксуване, толкова по-високо е нивото на разлагане на въглеводородите и следователно по-високо е съдържанието на водород и въглероден оксид в газа. Съответно, съдържанието на въглероден диоксид, напротив, ще бъде по-ниско.
Необходимост от почистване на коксов газ
Днес проблемът с необходимостта от почистване на коксовия газ е доста остър, тъй като този състав влияе неблагоприятно върху екологичния аспект на живота. Така съвременното общество се стреми да усъвършенства съответните технологии. Почистването на газове от коксови пещи е необходимо за ефективността на механизмите на инсталацията, тъй като циановодородът, чието съдържание в коксовия газ е доста високо, е основната причина за корозия на професионалното оборудване. Освен това амонякът задължително се отделя по време на образуването на коксов газ. Това вещество има изключително пагубен ефект не само върху тръбопроводите, но и върху околната среда, тъй като в крайна сметка попада там. Резултатът от разглежданите операции е високо ниво на загуба на продукти от химически произход за определено предприятие исъщо така значителна степен на емисии на газове и отпадъци от течен произход в атмосферата.
Процес за почистване на коксов газ
Както се оказа, производството на коксов газ води до редица проблеми, което напълно оправдава необходимостта от неговото пречистване. Към днешна дата най-ефективният метод е изобретението, описано в тази глава, което се използва широко в коксовата промишленост. На първо място е необходимо газът да се промие с разтвор на амониев фосфат в абсорбатор, който трябва да бъде оборудван с тави. След това коксовият газ трябва да се третира с този разтвор, преди да влезе в зоната на тавата на абсорбера. В този случай специфичната консумация на циркулиращия разтвор трябва да бъде 1,0-1,2 l/m3 газ, тогава неговата плътност ще бъде равна на 1,195-1,210 kg/l. Този метод за почистване на газ от коксова пещ, както беше отбелязано по-горе, често се използва днес в съответната индустрия, тъй като е най-ефективният.
Прилагане на коксова пещ
Днес коксовият газ се използва много широко и безопасно в обществото като гориво в металургичните заводи, както и в общинските стопански дейности и като суровина за производство. Както се оказа, водородът се отделя от коксовия газ, който просто е необходим за синтеза на амоняк чрез познат метод на кондензация, функциониращ при условия на нискотемпературен режим. В резултат на товаПо време на операцията се образува фракция, която служи като висококачествена суровина за различни видове синтези. Трябва да се отбележи, че примесването на сероводород в коксовия газ е абсолютно нежелателно във всеки случай (както когато коксовият газ се използва като гориво, така и когато служи като суровина за производството на химически продукти). Ето защо процесът на прочистване, който беше подробно обсъден в предишната глава, е толкова необходим.
Газови имоти
В заключение би било подходящо да разгледаме физичните свойства на газа от коксови пещи. По този начин неговата калоричност е от 3600 до 3700 kcal / m3, специфичното тегло в състава на веществото варира от 0,45 до 0,46 kg / m3 (което е почти три пъти по-леко от въздуха), максималният температурен режим на неговото изгаряне е равен на 2060 градуса, а самият процес е придружен от червен пламък.
Важно е да се отбележи, че въпросният газ е експлозивен, когато се комбинира с въздух. Освен това долната граница на експлозивност по обем е 6 процента газ (останалото е въздух), докато горното ниво на експлозия достига 32 процента газ (останалото е въздух). Температурата на запалване е равна на 550 градуса, а за изгаряне на 1 кубически метър газ са необходими приблизително 5 кубични метра въздух. Коксовият газ не е надарен с цвят и вкус, но има тръпчив мирис на нафталин, развалени яйца, което може да се обясни със съдържанието на сероводород в състава му.
