2. Полукоксование и коксование твердых топлив.

Термическое разложение твердого топлива осуществляется при нагревании топлива в безокислительной среде ( без доступа воздуха) и представляет собой сложный физико-химический процесс, состоящий из идущих одновременно процессов сушки, химического разложения органической массы топлива и вторичных реакций взаимодействия паро – и газообразных продуктов разложения. При нагревании топлива происходит термическое разложение его органической массы с выделением в газовую фазу летучих веществ. В зависимости от вида топлива термическое разложение начинается при 100 – 400 и практически заканчивается при 1100 – 1200 ⁰С. Полученный после завершения процесса остаток называется коксом.

Схема изменения состава твердого топлива при пирогенетическом разложении

Рис. 10.2

Бертинирование – это начальная стадия пирогенетического разложения твердого топлива, осуществимое при температурах 180 – 350 ⁰С и характеризуется образованием и выделением из топлива в газовую фазу пирогенетической воды, диоксида и оксида углерода. Оставшийся после завершения процесса твердый остаток – бертинат представляет собой облагороженное исходное топливо, обладающее повышенной по сравнению с исходным топливом теплотой сгорания.

Полукоксование – процесс более глубокого термического преобразования твердого топлива, осуществимый при 500 – 700 ⁰С. Он отличается повышенным выходом смоляных веществ и газообразных продуктов. Целевым продуктом этого процесса являются смолистые вещества, используемые далее как сырье для производства моторных топлив, смазочных масел и других изделий. Твердый остаток процесса – полукокс представляет собой высокореакционное искусственное топливо, легко окисляющееся и самовозгорающееся на воздухе. Полукокс используется как энергетическое топливо вблизи или непосредственно на месте его производства. Газы полукоксования используются как бытовое топливо или сырье для синтеза различных химических веществ.

Установки для полукоксования:

Рис. 10. 3 Конструктивные схемы промышленных аппаратов для полукоксования твердого топлива

а – вертикальная ретортная печь с вращающейся жаровой трубой;

1 – горелка отопительного газа;

2 – жаровая труба;

3 – наклонные направляющие тарелки;

4 – массивное излучающее тело;

5 – выход дымовых газов;

6 – газообразные продукты сушки угля;

7 – полукоксовый газ;

8 – полукокс;

б - трехзонная печь с внутренним обогревом:

1 – бункер угля;

2 – зона сушки;

3 – вентилятор рециркулирующих газов;

4 – топка для приготовления сушильных газов;

5 – выброс газов из зоны сушки;

6 – отбор газов из зоны полукоксования;

7 – распределительные короба греющих газов;

8 – зона полукоксования;

9 – отсос нагретых газов;

10 – зона охлаждения полукокса;

11 – очищенный полукоксовый газ;

12 – затворы для удаления полукокса;

13 – топка для приготовления газового теплоносителя.

Схема полукоксования

1. Зона сушки.

2. Зона полукоксования.

3. Зона охлаждения.

4. Аппарат очистки газов полукоксования.

Коксование является процессом полного и глубокого пирогенетического разложения твердых топлив. Кокс является технологическим топливом, воспламеняющимся при 700 ⁰С и имеющим теплоту сгорания 27,6 МДж/кг. Коксование осуществляется в камерных печах периодического действия. Каждая камера выполняется из огнеупорного кирпича. Технологический процесс коксования состоит из операций подготовки и загрузки угольной шихты, нагрева шихты до температуры коксования и выдержки при этой температуре для завершения процессов пиролиза, выгрузки полученного кокса и его тушения (охлаждения). Тушение кокса может осуществляться мокрым способом (водой) или инертными газами (сухое тушение).

Схемы коксования:

Рис. 10.5 С мокрым тушением

Рис. 10.6 Сухим тушением