28.Высокотемпературное коксование. Характеристика процесса, основные продукты

Высокотемпературное коксование углей в мире, имеет главенствующее значение в области переработки твёрдых горючих ископаемых. И это естественно связано с тем, что кокс, как неотъемлемая часть, используется в производстве стали и чугуна, из которых соответственно делают все металлические детали. Отсюда вытекает назначение этого процесса: получить высококачественный кокс, а также наряду с ним, другие углеводороды (фенолы, бензол, смолу, коксовый газ) из твёрдых горючих ископаемых, с помощью высоких температур (до 1100°С) и без доступа воздуха в коксовых печах или коксовых батареях.

Для проведения такого сложного процесса, нужно четко знать и соблюдать его параметры. Поддерживать высокую температуру в камере коксования, за счёт сжигания отопительных (коксовых или дымовых) газов. А так же учитывать определенную последовательность выгрузки готового кокса, в том плане, чтобы одновременно не разгружались две соседние камеры коксования, для поддержания более или менее стабильной температуры отопительных простенков и предотвращения их разрушения. Из параметров, можно ещё указать на своевременную выгрузку готового кокса и загрузку сырья (шихты), которая тоже должна отвечать определённым требованиям. Данный высокотемпературный процесс осуществляют на современных коксохимических заводах, в коксовых печах, которые состоят из камер коксования обогревательных простенков. Если они стоят на одном фундаменте, и работают в одном режиме, то всё вместе это называют коксовой батареей.

Одновременно с коксом при высо­котемпературной термической пере­работке твердых горючих ископаемых получают ценные химические про­дукты (смолу, коксовый газ, бензоль­ные углеводороды, фенолы и др.), имеющее большое значение для хи­мической и других отраслей промыш­ленности. Кокс и химические про­дукты коксования производятся на современных коксохимических заво­дах.

Для получения кокса вначале твер­дые горючие ископаемые готовят к процессу, получают угольную шихту. Далее происходит термическая пере­работка угольной шихты с получе­нием кокса и парогазовых продуктов коксования в камерных слоевых пе­чах. Парогазовые продукты охлажда­ются и выделяются химические про­дукты (аммиак, сырой бензол, каменноугольная смола и др.).

29.Физические и химические свойства высотемпературного кокса

К физическим свойствам кокса от­носятся микроструктура, истинная и кажущаяся плотности, пористость, прочность, электрическое сопротив­ление, тепловые свойства (теплоем­кость, теплопроводность, температу­ропроводность). Истинная плотность кокса колеблется от 1870 до 1950 кг/м³ и зависит от исходного угля и шихты, из которой получен кокс, ус­ловий и конечной температуры нагре­вания. Чем выше конечная темпера­тура нагрева угля, тем больше истин­ная плотность кокса. Кажущаяся плотность колеблется в пределах 780- 980 кг/м³. общую пористость кокса в % рассчитывают по формуле: П = (d_u - d_K) / d_u • 100, где df_u и d_K - истин­ная и кажущаяся плотности кокса. Электрическое сопротивление зави­сит от исходного сырья, из которого получен кокс, скорости и конечной температуры коксования. Как пра­вило, чем ниже степень метамор­физма угля, выше скорость и меньше конечная температура коксования, тем больше удельное электросопро­тивление коксов. Теплоемкость кокса увеличивается при повышении конеч­ной температуры коксования и уменьшении зольности кокса. Тепло­проводность кокса зависит от его структуры и зольности.

Под химическими свойствами кокса понимают влажность, выход летучих веществ, зольность, сернистость, фосфористость и элементарный со­став (содержание углерода, водорода кислорода, азота и др.), а также теп­лоту его сгорания.

Влага и зола, содержащиеся в кок­се, являются, как правило, балластом и снижают его ценность. Влажность кокса зависит от методов и условий его охлаждения после выдачи из кок­совых печей. Зольность кокса опреде­ляется в основном зольностью исход­ного угля или шихты, из которой по­лучен кокс. Сернистость кокса явля­ется важной характеристикой его ка­чества, т.к. соединения серы нару­шают технологические процессы. При этом ухудшается качество продуктов, усиливается коррозия аппаратуры и загрязняется окружающая среда. Вы­ход летучих веществ зависит от ко­нечной температуры коксования и для различных видов кокса колеблется от 0,7 до 3 %. Элементарный состав промышленного кокса колеблется в пределах: углерод 96 - 98 %, водород 0,4 - 1 %, азот 0,5 - 2 %, кислород 0,2

- 1,5 %, сера 0,3 - 2 %. Теплота сго­рания кокса зависит от его элемен­тарного состава и зольности и состав­ляет 28050 - 31400 кДж/кг.

К физико-химическим свойствам относится реакционная способность кокса, которую определяют по скорости восстановления углеродом кислородсодержащих газов или твердых оксидов.