Схема конечного охлаждения

Коксохимическое производство.

В XVII-XVIII в металлургии использовали древесный уголь.

Для получений 1 т чугуна необходимо 2 – 4 т древесного угля, а для получения этого угля необходимо 10-12 м³ древесины. В ХIХ в в металлургии из-за нехватки древесины вместо древесного угля стали использовать кокс. Кокс имеет более высокую прочность, чем древесный уголь. Недостатком кокса является высокое (по сравнению с древесным углем) содержание минеральных примесей, особенно серы. Содержание серы в древесном угле может достигать 4%. Поэтому при использовании кокса увеличивается расход флюсов.

Для получения кокса уголь нагревают без доступа воздуха, часть органических веществ при этом разлагается, выделяются газообразные продукты распада и остается твердый остаток кокс.

Из 1т угля получают 750-790 кг кокса, 360 м³ горючих газов, 35кг смолы и другие компоненты. Сначала выделяющиеся газы просто выбрасывали в атмосферу. Позднее их стали использовать для освещения улиц (газовые фонари). В настоящее время коксовый газ и каменноугольную смолу перерабатывают с получением целого ряда ценных компонентов.

Каменные угли делятся на следующие виды:

1. Длиннопламенные

2. Коксовые угли

3. Газовые угли

4. Жирные угли

5. Тощие угли

Для получения кокса пригоден не любой уголь. Наиболее качественный кокс получают из коксовых и длиннопламенных углей. Тощие и газовые угли дают кокс низкого качества. Поэтому для получения кокса часто используют смеси углей разного вида (например, жирные совместно с тощими). За неделю средний коксовый завод перерабатывает до 100 тыс. т угля.

Технологический процесс коксования включает следующие операции:

1.Подготовка шихты

2.Сухая перегонка угля

3.Улавливание выделяющихся химических продуктов и обработка спека.

1.Подготовка шихты.

Уголь усредняют и дробят до размера не более 80 мм. Затем проводят обогащение на поршневой отсадочной машине, в тяжелых средах или флотацией. В результате обогащения зольность угля уменьшается в 2-3 раза и частично удаляется сера, после обогащения уголь дробят до 3 мм и направляют на коксование.

2.Сухая перегонка угля.

Уголь загружают в коксовые печи, которые имеют размер 8м ×18м ×0,65м. Группа из 45-70 таких печей составляет коксовую батарею. Между печами расположены обогревательные простенки, в которых движутся продукты сгорания топлива (обычно используют природный газ). Воздух, поступающий на сжигание, предварительно нагревают до 900⁰С в регенераторах. В одну печь загружают около 16 т угля, и коксование идет более 10 часов. Во время коксования протекают следующие процессы:

1. Испаряется вода;

2. Уголь нагревается и начинается размягчаться от стенок. При этом начинают выделяться газы и пары.

3. Появляются два смолистых слоя, которые движутся со скоростью 13-15 мм/ч навстречу друг другу. За ними образуется сначала полукокс, а потом – кокс. Через 10-12 часов оба слоя соединяются в центре, а через 2 ч кокс готов.

Затем снимают дверь коксовой камеры (печи) и коксовыталкивателем выгружают кокс в тушильный выгон. Сверху подают воду, примерно 600 л на 1т кокса. Для уменьшения потерь воды, повышения качества кокса и улучшения санитарно-гигиенических условий труда используют установки сухого тушения кокса. В этом случае кокс выгружают в специальный герметичный бункер, через который циркулируют холодные дымовые газы, которые затем направляют в котел-утилизатор для получения пара.

Второй способ коксования.

Сушка и нагревание кокса проводят предварительно, и в печи загружают сухой горячий уголь.

Преимущества: сокращение процесса коксования на 2-3 ч; уменьшается количество надсмольных вод.

Недостатки: сухой уголь пылит.

3. Улавливание выделяющихся продуктов и обработка спека.

Первичное охлаждение коксового газа.

Коксовый газ выходит из печей с температурой 700-800⁰С и через стояки поступает в газосборники (2), в которых он обильно орошается водой. При этом его температура снижается до 85⁰С и конденсируется часть высококипящих веществ, образуя каменноугольную смолу. В газе содержатся частички угля, графита, полукокса. Они смешиваются со смолой и слипаются в комки разной величины. Такие комки называются фусы.

Из газосборников (2) газ вместе с фусами и смолой поступает в сепаратор(3), где происходит разделение жидкой и газовой фазы. Из сепаратора вода стекает в осветлитель надсмольной воды (6). Газ из сепаратора поступает в трубчатый холодильник(4), где охлаждается до температуры 25-35⁰С. При этом продолжается конденсация органических веществ с образованием следующей фракции каменноугольной смолы. Образующийся конденсат из холодильника(4) перетекает в отстойник(9), где смола отделяется от надсмольной воды. Из отстойника(9) смола направляется в сборник(8). Газ их холодильника (4) поступает в электрофильтр(5) для доочистки от мелких капелек смолы и затем отправляется на дальнейшую переработку. Уловленная вода и смола направляется в отстойник(9). В осветлителе(6) происходит отделение смолы от надсмольной воды и выделение из смолы фусов. Надсмольная вода подается в сборник(8), смола – в сборник (7), а фусы специальным скребковым устройством периодически выгружают в приемный бункер. Надсмольная вода из сборника (8) используется для охлаждения коксового газа. Избыточная надсмольная вода сбрасывается в канализацию.