15 Дәріс. Термототықтыру арқылы және әдеттегі кокстеу әдістерін салыстыру және термототықтыру арқылы кокстеу әдісінің тәжірибелік қолдануының жүзеге асатын бағыттары

Түйіршіктерді кокстеу ауа қатысынсыз түтікті пешке орналастырылған, электрлік жылытқышы бар диаметрі 20 мм кварц түтігінде жүргізілді. Температураны жоғарлату жылдамдығы 5 град/мин тең болды. 1000° С жеткен кезде осы температураны 30-40 мин газ толық шығып кеткенше ұстап тұрды. 44-суретте көрсетілгендей әдеттегі кокстеу әдісі бойынша кокстегенде К маркалы көмірдегі шлам құрамының өсуімен түйіршіктердің бекінуі өте үлкен емес, дәл сол уақытта термототықтыру арқылы кокстеу әдісінде тез шынықтырудың (1000° С температурада 5 мин ұстап тұру) нәтижесінде беріктіктің өсуі айтарлықтай жоғары. Түйіршіктердің термототықтыру арқылы кокстеу және әдеттегі әдіс арқылы кокстеудегі салыстырмалы сипаттамалары 47-кестеде көрсетілген.

47-кестеде көрсетілген мәндер көмір шламдарының берік кокс түйіршіктерін алу үшін қолдану мүмкіндігі бар екендігін көрсетеді. Жай қыздыру мұны бермейді.

47-кесте

Кокс түйіршіктерінің сипаттамасы (50% көмір шламдары және 50 % қоңыр көмірдің жартылай коксі)

Көрсеткіш	Термототықтыру, Q=l ,55 л/мин		Температура жылдамдығы 5град/мин көтерілгенде кокстеу
	К2	1Ж26	К2	1Ж26
Ылғалдылық, %	2,15	2,47	0,68	1,52
Күлденуі, %	22,1	27,8	24,6	28,7
Ұшқыш заттардың шығуы,% Кокстің кеуекті материалының беріктігі, кГ ×м/м2	3,56	3,63	—	—
	43	58	—	64
Сығылу кедергісі, кГ түйіршікке	27	29	0	100
Лақтыруға беріктігі,, %	100	100	0	100
Кокс шығымы, %	65,4	67,0	70,6	74,6

44-сурет. Кокстеу әдісінің кокстің кеуекті материалының беріктігіне әсері: 1 – 5 мин ішінде 1000° С қыздыру; 2 – термототықтыру; 3 – 5 град/мин жылдамдықпен қыздыру

Термототықтыру арқылы кокстеуде алынған кокс жоғары реакциялық қабілетке ие. Кокстеудің ұшқыш өнімдерінің пиролиз әдісімен кокс бетінде Н2 пен СО газдарына бай газ алуға болады.

Салынған материал түйіршіктелген және кесекшеленген көмір мен шихтадан технологиялық және тұрмыстық отын алу үшін термототықтыру арқылы кокстеуді қолданудың келешегі бар екендігін көрсетеді. Сонымен қатар, жартылай кокс негізіндегі композицияларды қолданудың да жолы көрсетілген. Төменде шынжырлы торды қолдануға байланысты сұрақ және термототықтыру арқылы кокстеудің мүмкін болатын екі бағыты тереңірек талқыланған: термототықтыру арқылы кокстеудің жартылай коксі негізінде отынды-балқығыш материалдар және синтез-газ алу. Әрине, мұнымен бұл әдістің мүмкіндіктері бітпейді.

Шынжырлы оттықты тор әртүрлі қатты отындарды жағуға арналған механикаландырылған құрылғы болып табылады. Шынжырлы оттықты тордың негізгі бөлігі, оттықтар жиынтығынан тұратын, екеуін бір немесе бірнеше шынжыр баулармен байланыстырылған бимстердің бас бөлігіне орналастырылған, жылжымалы оттықты төсем болып табылады. Соңғысы алдыңғы және артқы біліктерге орналастырылған жұлдыздарға тартылған. Негізінде жетекші білік рөлін оттық пеші фронтының артқы жағына қойылған алдыңғы білік атқарады. Оттықтың артқы жағында жұмыс істеп жатқан фронт торының бөлігі бункер қолғаптары арқылы отынмен кезең-кезеңмен қорек алып тұратын отынды күреуішпен қамтылған. Күреуіш алға қарай қозғалып қажетті мөлшердегі отынды алуға негізделген астыңғы жағының тормен тегістелген бөлігімен шектелген. Қабат қалыңдығы арнай жылжымалы бөлгіш – отын шиберімен реттеліп отырады. Тордың астыңғы жағынан реттелген ауа берілу жүргізіледі. Жұмыс істеп тұрған кезде тор шеткі жақтарынан окоптар қатарымен және көмекші қабат көсеп тұрушымен қызмет көрсетіледі.

Үздіксіз жанғыш отынмен қоректендіру және түзілген шлактарды бөліп тұру жылжымалы торға жылжымайтын торға қарағанда спецификалық ерекшеліктер береді.

Жану процесі өзгермейтін режимде отын сапасы әрдайым қабаттар арасында ара қатынас бұзылмайтындықтан сапалы және сандық түрде тұрақтанған.

Қабаттың жылжуы мен жану өлшемдері бойынша ауа өтуіне жалпы кедергі алғашқы қабаттың шөгу тығыздығы, ұшқыш заттар мен су буының шығымы, қабаттағы температура, кесектердің физикалық құрылымы, жанудың біркелкілігі өзгергендіктен өзгереді.

Кедергінің бірден түсуі ұшқыш заттардың шығу кезеңі мен кокстің қарқынды нағыз қызған кезімен сәйкес болады. Салынған өнімге сәйкес әр аймаққа әртүрлі жеке ауа берілу ұйымдастырылады.

Шынжырлы оттықты тордың қабатының жұмыс істеу механизмі айтарлықтай дәрежеде жылжымайтын қабаттың жұмыс істеу механизмінен ерекшеленеді. Отынды тиейтін күреуіштерден кейін суық оттық пештеріне түседі де бірге біртіндеп үздіксіз процеске түсе бастайды. Қабат үздіксіз жылжып тұратындықтан, оны жағу тор бетіне перпендикулярлы емес, үшкір бұрышқа вертикаль жүреді. Нағыз қызған кездегі шешуші жылдамдық әртүрлі отындар үшін бірдей емес. Алғашқы жану актісі көмірдің термиялық деструкциясы кезінде бөлінетін ыстық қоспа мен ауаны кесекарлық каналдарда араластыратын газға есептеледі. Осы қоспа тұтанған кезде жану аймағы түзіледі.

Қабатта аймақтардың нақты бөлінуі қамтамасыз етілген жылжымалы торда отынның жану процесінің фазалық мінездемесін ескере отырып, сонымен қатар, қайта қалпына келу процестері кезінде шлак түзілу жоғарыдан төмен қарай таралуы кокстің негізгі жану процесіне қарағанда айтарлықтай ақырын жүреді. Оттықты пешке төменнен жоғары қарай бағытталған кокс аймағын салғаннан кейін (шынжырлы оттықты тордың кең ретке келтіру мүмкіндіктерін ескере отырып) отынның кокс түзілуге дейін жану процесін жүргізу мүмкіндігі жоғары деп есептеуге болады. Кокс аймағын оттықты пештің торының аяқ жағына ығыстыру үшін тордың қозғалу жылдамдығын жоғарлатуға, соңғы аймақтарға ауа беруді төмендетуге, отын қабатының биіктігін өзгертуге және т.б. болады.

Жұмыс істеп тұрған шынжырлы оттықты торлардан тұратын энергетикалық құрылғылар термототықтыру арқылы кокстеу әдісі негізінде кокс алуда да қолдануға болатыны белгілі. Қазір қандай да бір термототықтыру арқылы кокстеу үшін жұмыс істеп тұрған бу қазандары құрылғыларынан ерекшленетін, отты камералы конструкциялы (отын қабатына көп мөлшерде жылу беретін), тор астына ауа беруді өте терең реттейтін және бақылаушы-өлшегіш құрылғылар жабдықталған арнайы құрылғылар жасау туралы айту, әрине, әлі ерте.

Шынжырлы оттықты тордағы термототықтыру арқылы кокстеу процесі қазіргі заманға сай кокстеу әдістерінің барлық талаптарына сәйкес келеді: үздіксіздік, жоғары өнімділік, жай пісетін көмірді қолдану, қарапайымдылық, жылуды тиімді қолдану, атмосфераны ластайтын қалдықтың қалмайтындығы. Сол себепті, таяу арада осы әдіс отандық коксохимиялық өндірісте игерілуі басталатынына сеніммен қарауға болады, ал бұл өз кезегінде кокстеудің шикізаттық көмір базасының айтарлықтай кеңеюіне көмектеседі.

Оттықты пеш торында кокстеу ұсынысы 1938 жылы Канадада жасалынған болатын. Осыдан біраз уақыт бұрын 1934 жылы ауа мен бу үрлеу арқылы конвейерде кокстеуге патент алынған болатын. Сол уақыттан бастап оның өндіріске енгізілуімен көптеген зерттеушілер жұмыс жүргізуде.

Жылжымалы оттықты пеш торы бар пещтерді АҚШ, Канада, Оңтүстік Африкада «Райли Стокер Корн», «Комбасчен Энжиниринг», «Аллис Чалмерс» сияқты американдық фирмалар тұрғызды. Тұрғызылған құрылғыларда оттықты пеш торларының өлшемдері әртүрлі: 3X5,4; 3,6Х7,0; 4,2X6,0; 5,7X7,0 м және одан да жоғары. Қолданылған оттықты пеш торларының ауданы бойынша ең үлкені 49 м² тең, ал көмір бойынша өңделіп жатқан көмір типіне байланысты меншікті өнімділік 220—290 кГ/(м²×сағ) аралығында ауытқып тұрады. Құрылғыны тұрғызу құны 120 мың долларға дейін жетеді. Бұл бағаға пеш құны, моторымен және монтажымен бірге желдеткіш (іргетас, оқшаулағыш, сым және құбырдың құнынсыз) кіреді. АҚШ көмір өндірісінде алғашқы рет 1961 жылы осындай құрылғыны «Айленд Крик Коул Ко» фирмасы тұрғызды. Құрылғыда «Ком­басчен Энжиниринг» фирмасының конструкциясы ені 4,2 м және ұзындығы 6 м болатын жылжымалы оттықты пеш торы бар. Жылжымалы тордың жылдамдығын 12—25 м/сағ аралығында реттеуге болады. Күн сайын өңдеуге 275 т 50-30 мм өлшемдегі байытылған көмірдің кесегі түседі. Күлденуі 3—3,5% тең. Кокс шығымы 57% тең. Кокстің сипаттамасы келесідей: 92% ұшпайтын көміртек, 2,3% ұшқыш заттар, 5,8% күл, күкірттілігі 0,5% тең. Кокс карбид алу өндірісінде қолданылады.

Ресейде ұшқыш өнімдер жылуы негізінде оттықты пеш торында кокстеу жақсы таралмады, себебі процесті ешкім жақсы игермеген және зерттелмеген еді. Соңғы уақыттарда бұл процеске көп көңіл бөлініп келе жатыр және әдістің көптеген зерттеушілермен технологиялық дайындалуы кішкене басқаша ұсынылды. Кокстеуді үздіксіз жұмыс істейтін шахта пештерінде жүргізуге деген ұсыныстар жасалды. Әдісте өте үлкен кемшілік бар, себебі кокстеу барысында химиялық өнімдерді жоғалады. Сол себепті де, ол нашар кенді, құмды, антрацитті, жартылай коксті немесе кокстеуге жарамсыз көп күлді және аз байланысатын шихталар арасында кең таралғанына таң қалудың қажеті жоқ.

Ауа көлемін қатаң түрде шектеу кезінде бұл әдіспен қымбат химиялық кокстеу өнімдерін алуға мүмкіндік береді. Кокстеуге арналған көмір торда бірігу кезінде домна пешіндегі процестерде де қолдануға шыдайтын қасиеті бар берік кокс бере алады. Еркін қима ауданы 40% болатын, себілу қалыңдығы 400 мм және тиелген көмірде тесіктердің диаметрі 20 мм болатын оттықты пеш торында айтарлықтай берік кокс алуға болады. Кокстеу ұзақтығы 70 мин жетеді, процестің соңғы температурасы 900°С жетеді және 1,2 мг/кг құрғақ көмірдің қалыпты жағдайында ауа шығыны да бар. Шығымы 74 % тең кокс келесі електі құрамға ие: +10 мм 92,4%; +20 85,0%; +40 32,5%. Жанған массаға шығатын қалдық ұшқыш заттардың шығымы 1/г=0,7%, кокс күлі Ас=9,0%, кеуектілігі 58,3%.

Процестің басталуын отыннан жанғыш ұшқыш кокстеу өнімдерінің қарқынды қызып бөлінуімен және кокс пен табиғи газдың отының ұшқынынан қарап біледі. Каналдардың қабырғалары келесі үрлену кезінде 800° С температураға дейін қызады, ал ұшқыш заттардың жануы барысында температура 1100—1200°С дейін қызады. Каналдардың түзілуін оңай-ақ механикаландыруға болады. Бірінші жағдайда көмірге цилиндр үшкір өзекшелерді тығыздап салады. Оларды алып тастағаннан кейін цилиндр қималы каналдар қалып қояды. Тез кебетін көмірлерде дөңгелек қима каналдың қабырғалары кокстеніп үлгеріп жатқанына байланысты біраз мөлшерде тез кебу қысымын қабылдауды қамтамасыз етеді. Осы жағдайда қысым ішіне беріліп, қабат тығызданады.

Ұшқыш заттардың жанып кетуі үшін каналдар түзудің басқа әдісі көмірді ұзынша тілік формасына келтіру болып табылады. «Штиль» фирмасы Хальтерндегі тұрақты торы бар тәжірибелі құрылғыда зерттеу жүргізді. Әртүрлі көмір түрлері сыналды. Зерттеу нәтижелері 48-кестеде келтірілген.

48-кесте

Әртүрлі әдістермен газөткізгіштікті түзу барысында кокс сапасының өзгеруі

Көмір		Кокс
Vг, %	Кокс ұнтақтарының қоспасы, %	шығым, %	Ірі фракциялардың құрамы,мм		беріктік (микуумбарабан)
			> 40	> 20	> 20	< 40
28,8 25,0 36,5 33,6 26,5	- 5,0 20,0 5,0 -	72,9 74,4 66,3 66,4 73,1	58,1 76,8 83,4 50,2 78,6	86,7 89,1 87,4 85,5 92,1	81,0 83,0 79,6 80,8 86,2	11,8 13,2 16,7 10,2 7,8

Ескерту. 1-4 тәжірибелері кокстің ұзынша жолақтар әдісі арқылы жүргізілді, 5-тәжірибе қабаттағы өзекшелер арқылы жүргізілді.

49-кестеде оттықты пеш торларындағы және әдеттегі камералы пештердегі кокстеу процесінің жылу балансы салыстырылған. Баланс Рурск облысының кокс көмірі үшін келесі сипаттамалар құрастырылған: V^г =24,0%; А^с =7,9%; W^v= 10,0%. Кокс оттықты пеш торының меншікті өнімділігі 150— 200 кГ/(м²×сағ) құрайды.

Бельгияда жартылай кокс кесекшелерін көмірді жылжымалы торда газды жылутасымалдағышпен жуу арқылы туннель пешінде алу ұсынылған. Ұнтақ және жалынды көмірді жартылай кокстеуде байланыстырушы ретінде пекті қосады. Жартылай кокстің кезекті қыздырудағы беріктігі және одан ұшқыш заттардың және шайырдың шығуы жартылай кокстеудің соңғы температурасына байланысты (50-кесте). Австралияда көлбеу оттықты пеш торында түйірлер мен кесектерді кокстеу процесі жетілдіріліп жатыр. Тәжірибелі құрылғы тұрғызылған. Бункерден түйіршіктер өздігінен ағып келіп отқа төзімді кірпіштен жасалған сатылы оттықты пеш торына түседі және осы пеш арқылы вертикальді шахтаға жиналады. Шахтадан кокстелген түйіршіктер (түйіршіктер диаметрі 2 см) салқындатылу үшін гидравликалық жапқышқа барып түседі, содан соң түсіріледі. Түйіршіктерді қыздыру сұйық отынды жағу барысында түзілетін түтінді газдар көмегімен жүргізіледі. Түтінді газдар 1300°С температурада түйіршіктер легіне перпендикуляр бағытта жалюзи арқылы газ құбыры бойымен вертикальді шахтаға түседі. Шахтадан шығатын өніммен бірге ұшқыш заттарды штуцер арқылы жояды. Түтінді газдарда 0,5% О₂ артық болмауы қажет. Түйіршіктердің пеште болу уақыты 20 минуттан аз емес болады, бірақ кейде 100 минуттан да көп болуы мүмкін.

Ағылшындық патент шикізатты кокстеуді еркін салынған жылжымалы торда немесе құбырлы пеште жүргізуді ұсынған.

49-кесте

Кокстеу процесінің жылулық балансы

Оттықты пеш торында ккал,%

Камералы пеште ккал,%

Жылу кірісі: Көмірдің жану жылуы 6876 100 Барлығы: 6876 100 Жылу шығысы: а) Тиімді қолданылған жылу: жану жылуы 4975 72,4 оттықты пеш торындағы газдың жану жылуы 1180 17,2 ауаны қыздыруға арналған кокстің физикалық жылуы 68 1,0 газдың физикалық жылуы 540 7,8 Барлығы: 6763 98,4 б) Жылу жоғалымы: кокстің физикалық жылуы 63 0,9 оттықты газдардың физикалық жылуы 21 0,3 сәулеленуге кеткен шығын сомасы 113 1,6 Жылу шығысының жиыны: 6876 100

Жылу кірісі: Көмірдің жану жылуы 6876 100 Барлығы: 6876 100 Жылу шығысы: а) Тиімді қолданылған жылу: жану жылуы 5162 75,1 бағалы өнімдердің жану жылуы 378 5,5 газдың жануынан шыққан жылу 741 10,8 Барлығы: 6281 91,4 б) Жылу жоғалымы: кокстің жанып кетуі 80 1,1 газдың жанып кетуі 27 0,4 газдың физикалық жылуы 159 2,3 кокстің физикалық жылуы 191 2,8 шығарынды газдың физикалық жылуы 83 1,2 сәулеленуге кеткен 55 0,8 шығын сомасы 595 8,6 Жылу шығысының жиыны: 6876 100

50-кесте

Жартылай кокстеудің соңғы температурасына байланысты жартылай кокстің қасиеттерінің өзгеруі

Жартылай кокстеудің соңғы температурасы, °С	Сығу кезіндегі кедергі, кГ/см2	Шығым, %
		ұшқыш	шайырлар
500 520 540	70 90 150	16,0 13,5 12,0	0,15 0,11 0,09

Материалды қыздыру отын қабатының қозғалысына перпендикуляр орналастырылған құбыр жүйесі арқылы берілетін қысым мен бақылап берілетін ауа арқылы жүзеге асырылады. Ауа қажет болған кезде жылытады.

Газ жанып кететін, құбырдан термосәулелену арқылы кесектерді қыздыру барысындағы кокстеу процесі сипатталады.

Пешке кіргендегі температура 700° С тең, ал шыққандағы 750° С тең. Жаншылғаннан кейін кесекшелер шпюльгазбен қыздырылатын, камераларға бөлінген пешке кіреді де 950—1000° С температурада олардың кокстелу процесі аяқталады.

Термиялық тотықтыру деструкциясын қолдана отырып үздіксіз кокстеу процесінің көміртекті материалы жоғары реакциялық қабілеттілігі, электркедергілігі мен ферроқорытпалық өндірісте механикалық беріктігімен сипатталатын және сол өндірісте қолдануға болатын әдеттегі металлургиялық кокстен айтарлықтай ерекшеленеді (51-кесте).

Жылдам қыздыру пек қосылған кесекшелерден, жартылай кокс пен кокстелетін көмірден айтарлықтай берік кокс алуға мүмкіндік береді. Қыздырудың өте жоғары жылдамдығы – жылулық соққы арқылы шихтадан құрамында көп мөлшерде жартылай коксі бар кокс алуға болады.

51- кесте

Әртүрлі кокс үлгілерінің қасиеттері

Кокс алу процесі	Ас,%	Vг,%	Кеуектілік, %	Беріктілігі		Меншікті кедергі, ом×см	Реакциялық Қабілеттілік мл/(г× сек)
				кГ × м/дм2	ВУХИН бойынша,%
Тотықтыру пиролизі температурада, °С: 700 875 Мәскеу зауытындағы қабаттық кокстеу: 25-40 мм санаты 10-25 мм санаты	10,1 10,2 10,4 10,2	4,94 1,28 0,65 1,12	42 46 53 55	5,8 8,6 13,5 11,5	72,5 74,8 - 81,4	0,76 0,14 0,09 0,05	0,70 0,48 0,13 0,22

АҚШ-та байытылған ұсақ сапасы төмен көмірді қайтар пешінде 800°С температураға дейін қыздырады. Бірінші онымен бірге табиғи газды жағады, содан соң ұшқыш заттар бөліне бастайды, газды өшіріп ауа береді. Ұшқыш заттар жанады да қажетті жылу бөлінеді. Көмірден көміртек тәрізді материал алынады да, оны ұнтақтағышта ұсақтап ыстық тұтқыр асфальтпен араластырып кесекше формасына салып қалыпқа келтіреді.

«Штеймюллер» компаниясы кесекшелерді кокстеуді битумды көмірмен жүргізеді. Отқа төзімді кірпіштен жасалған оттықты пеш торы жылжып тұрады, ауа өткізбеу үшін қабырғалар қарастырылған және олар сумен салқындатылып тұрады. Тордың қозғалу жылдамдығы мен көмір қабатының биіктігі арнайы механизммен реттеліп отырады. Жылдамдықты 44—340 мм/мин интервалында ұстап тұруға болады, кесекшелер диаметрі 220 мм жетеді. Ауа тор арқылы келіп тұрады. Газ көмір кіргізілетін орынның үстіңгі жағында орналастырылған түтін шығатын пеш арқылы шығады. Сынақ жүргізер алдында тордағы отынды жаға отырып пештегі температураны қажетті температураға дейін жеткізіп алады.

Тотықтырғыш пиролизі көмірдің пластикалық қалыптарын жаншу үшін қолданылуы мүмкін. Осындай тәжірибелер пластикалық көмір қалыптары үшін өткізілген («Полысаевская-1» шахтасында). Қалыптардың орташа салмағы 77—83 г құрады; қалыптардың пеште болу уақыты 1,6—1,8 сағатты құрады. Шахтаның меншікті өнімділігі 277—350 кг/(м³×ч) құрады, ол өз кезегінде сырттан қыздыратын пештің меншікті өнімділігінен 3 есе жоғары.

«Рид Карбид» (Витбенк, ОАР) фирмасы жартылай коксті жылжымалы оттықты пеш торының үш агрегатында өндіреді.

«Штиль», «Копперс», «Штеймюллер» фирмалары оттықты пеш торларында біріккен көмірді кокстеу бойынша құрылғыларды тұрғызуды қаржымен қамтамасыз етеді.

«Кебо» түтінсіз отынының бір тәуліктегі бірнеше жүз тонна көлемдегі өндірісін жылжымалы ыстыққа төзімді болат сымды жолақта жүргізіледі. Жолақ ауа келуі реттелетін бірнеше аймақ арқылы өтеді.

Австралияда кішкентай өлшемді кесектерді металлургиялық кокс алу үшін көлбеу торда кокстейді. Тиелген шикізат әртүрлі температурадағы аймақтардан өтеді және жағылатын газдармен қыздырылады.

Шынжырлы оттықты торлы пешті фосфор өндірісін өз қасиетімен қанағаттандыратын кокс алу үшін қолданады. Тәжірибелі құрылғы тәулігіне 100 т кокс береді. Жылжымалы тордағы көмір ауа мөлшері бақыланатын, қажетті температура ұсталып тұратын көлденең пеш арқылы өтеді. Алынған коксті шахта пешінде жаншып, жылуы ауаны қыздыру үшін қолданылатын төменгі жағы айналып тұратын инертті газбен салқындатылады. Құрылғы күлі аз Батыс Кентуки штатының көмірімен жұмыс істейді.

Жылжымалы торда көмірдің болу уақытын азайту үшін және құрылғының өнімділігін жоғарлату үшін кокстеуге торға көмірді бермес бұрын көмірді кептіру ұсынылды. 0,5—18 мм дейін ұсақталған көмір қалдық газдармен 120° С температураға дейін қыздырылатын көлбеу қабат түріндегі кептіргіштен өткізіледі де кокстеу пешіне қарай жылжып тұрған торға барып түседі. Пешке қарай жылжу уақытында негізгі ұшқыш бөліктерді бөле отырып көмір 980° С температураға дейін қыздырылады. Түзілген кокс тордан баяу төмен қозғалу барысында қалған ұшқыш заттар бөлінетін вертикаль шахтаға барып түседі. Шахтадан кокс сөндіруші камераға барып түсіп, одан соң шығарылады.

Ыстық газдар камерадан жылуалмастырғыштағы ауамен араласып, ұшқыш заттардың және көмірдің қызуын аздап болсын қамтамасыз ете отырып тор үстіндегі ауа қорапшаларына беріледі. Жоғары қыздыру жылдамдығы әрқашан берік кокс алуға әкеледі.

Жылуды үнемдеу үшін оттықты пеш торының шығарушы бөлігінің астында жану өнімдерін айналдырып тұратын жиынтық орналастыру ұсынылды. Осымен кокстің аздап салқындатылуы және жану өнімдерінің жылуқұрауышы негізінде бу өндірісіне қол жеткізіледі. Оттықты пеш торында кокстеу кезіндегі газ қозғалысы режиміне көп көңіл бөлінеді. Газдың бункер арқылы жарып шығуынан сақтану үшін көмір пешінің бас бөлігінен аз мөлшерде қысым сақталуын қамтамсыз етуді ұсынады.

Кокстеу кезінде әр кезең сайын ауа берілуі бар тордағы байытылған газды алу үшін ұшқыш заттардың жануы қажет. Ауа берілу кезеңдері арасында газдың бұрылуы болып тұрады.

Көмірдің газ өткізуші қабатын түзуде торда тең уақыт аралығында көмір берілу үлесіне жетуі мүмкін. Осымен көмірдің ұшқыш заттарының жануының біркелкілігі қамтамасыз етіледі. Ұшқыш заттардың біріншілік жандыру үшін тұрақты вертикаль түтікті жанарғылар қарастырылады. Көмірдің түтік бойымен өзінің жану орнына қыздырылған ыстық ауа мен газ қоспасы жеткізілуі мүмкін.

Торға үздіксіз көмір берілу кезінде тиелген өнімнің газөткізгіштігі онда ауа өткізу үшін өзекшелер жасаған кезде жоғарлайды. Бұл тығыздауыш сына тәріздес дербес жанышқылардың арқасында жүзеге асырылады. Олардың көмегімен қабатты шахмет реттілігімен конустық және пирамидалық формаларда тігінен қалыптайды. Оттықты пеш торында майлы және өте құрғақ шихтаны кокстеу кезінде 1200° С температураға дейін қыздырылған өзекшелерді кіргізгенде тұрақты каналдар түзіледі. Өзекшелер керамикадан немесе ыстыққа төзімді болаттан жасалынады. Шихтада 600—800° С температураға дейін салқындатылған кезде оларды тиелетін шикізаттан алып, қайта қыздырып процесс қайталанады.

Оттықты пеш торында тығыздалған шихта мен көмірді кокстеу ұсынылған. Тығыздау үшін шиптері бар вибропештер қолданылуы мүмкін. Вибропеш арнайы құрылғыдан тиелген шикізаттың үстіне көтеріліп, оған қарай төмен түсе алады. Кокстеу алдыңғы жағдайлардағы сияқты көмірден шыққан ұшқыш заттардың жануы барысында бөлінген жылу негізінде жүргізіледі.

Шынжырлы оттықты пеш торының үздіксіз құрылғысы байланыстырушы материал қосылған көмір мен кокстен жасалған кесекшелерді кокстеу үшін қолданылуы мүмкін. Отын Институтында (Индия) қалыпталынған кокс бірікпейтін көмірден алынады. Оны шынжырлы оттықты пеш торында 300° С температурада кезекті жаншу негізінде кесектерді тотықтыру арқылы күйдірумен жүргізеді. Румын патенті бірігетін және бірікпейтін, таскөмір шайыры немесе битумнан жасалған кесектерді күйдіру қарастырған.

Көмірдің үздіксіз термиялық деструкциясы реторт пешінде газдардың және көмір бөлігінің жану жылуы негізінде жүргізілуі мүмкін. Кокс және жану өнімдері жеке-жеке кіргізіледі. Вертикаль пештерде кокстеуде 420°С температурада қыздырылған көмірден алынған қалыптарды қолданған жөн. 1 т тиелген шикізатқа жанған кезде бөлінетін ұшқыш өнімдерді жағу үшін ауа шығыны 150 м³ тең. Біріккен ұнтақ көмірден кокс алу үшін үздіксіз кокстеуді вертикаль көмір беру камерасында жүргізуге болады. Көмір бағанасында төмен қарай түсетін алға және артқа жылжымалы поршеньмен көлденең каналдар түзіледі. Ол арқылы ауа келеді және ол алдын-ала 800° С температураға дейін қыздырылады. Камераның төменгі қабаты көлденең каналдар арқылы салқындатқыш газдар түсетін, салқындату аймағының қызметін атқарады.

Мәскеу коксогаз зауытында тұрмыстық отын алу стенд құрылғысында жүргізілді. Ауа шығыны 300 м³/т құрады, пластикалық массаны түзу температурасы 435° С жетті. Соңғы жанышқылау температурасы (500—600° С) 5—10% тұрмыстық отында қалдық ұшқыш заттардың шығуын қамтамасыз етті. Қалыптарды жанышқылағаннан кейін қалыпты жағдайда көмірден алынған кокс 71,9%, шайыр мен бензол шығымы 3,6%, газ шығымы 350 м³\т құрады. Отынның күлденуі 40% (көмірден 30%).

Түтінсіз отынның беріктік көрсеткіштері келесідей: баттауға арналған беріктік 75 кГ/см², ВУХИН әдісі бойынша 73,4% және копр әдісімен сынау 5 кГ×м/дм² тең болды.

Отынның құрамы келесідей:

Фракция, мм +40 25—40 10—25 0—10

Шығымы, % 16 20,0 51,6 12,4

Отын Ставрополь аймағының бір бу қазанында сыналған. Осы зерттеулер оң нәтиже берді.

Өндірістік практикада кокстеу жылжымалы оттықты пеш торында, ырғақты оттық пештерінде, еркін отын жиынтығында көлбеу оттықты пеш торларында, барабанды және шахталық пештерде жүргізіледі. Кокстеу процесі отынды оттықты пеш торларында жағу процесімен өте ұқсас болып келеді. Бұл ұқсастық ұщқыш өнімдердің жану интервалында байқалады. Кокстеу процесі отынның толық жануы кезінде жалпы уақыт балансының 10—15% ғана құрайды. Термототықтыру арқылы кокстеу процесі отынның торда болуының барлық уақыт кезеңдерінде ылғалдың булануымен бірге өтуі қажет. Сол себепті де, ұшқыш заттардың жануын ұйымдастыруға көп көңіл бөлінуі қажет.

Негізгі әдебиет [5(135-170)]

Қосымша әдебиет [8(130-136)]

Бақылау сұрақтары:

1. Термототықтыру арқылы кокстеудің әдеттегі әдістен ерекшелігі.

2. Шынжырлы оттықты пеш торы қабатының жұмыс жасау механизмі.

3. Көмірді оттықты пеш торында кокстеуді өткізудің мысалдары.

4. Үздіксіз әрекеттегі шахталық пештердегі кокстеу.

5. Туннель пештерінде жартылай кокс кесекшелерін алу.

6. Көлбеу оттықты пеш торында түйіршіктер мен кесектерді кокстеу.