Бір кездері кокс газы кокс жасау процесінде жанама өнім болып саналды, сондықтан жиі ол тіпті атмосфераға шығарылды (бұл өте қалдық!). Кейінірек газ кокс пештерін жылытуға пайдаланылды, бүгінде ол тұрмыстық және басқа да қажеттіліктер үшін сыртқы тұтынушыларға толығымен таратылды. Кокс газы қалай өндіріледі және оның құрамы қандай? Бұл мақалада мәселенің барлық аспектілері қарастырылады және газды пайдаланудың нақты мысалдары берілген.
Тарихи аспект
Кокс газының тарихы 19 ғасырдың аяғы - 20 ғасырдың басында басталды. Сол кездің өзінде ол жарықтандыруға, жылытуға және сәйкесінше тамақ дайындауға және басқа да үй шаруасына пайдаланылды. Бұл кезде өнеркәсіптік революция мен урбанизация басталды. Жанама өнімдер, көмір шайыры және аммиак өндірісі химиялық құрамдағы бояғыштар өндірісінде және тұтастай алғанда химия өнеркәсібінде ең маңызды компоненттер, атап айтқанда шикізат ретінде қызмет ете бастады. Осылайша, бояғыштардың мүлдем барлық түрлеріжасанды табиғат шайыр мен кокс газынан жасалған.
Сонымен қатар, кокс газы өнеркәсіп өнімдерін өндіруге арналған пештерде, газбен жұмыс істейтін қозғалтқыштарда және, әрине, химиялық өнімдерді өндіруде шикізат ретінде кеңінен қолданыла бастады.
Кокс газын өндіру
Кокс газын алу кокс зауыттарында көмірді құрғақ айдау арқылы кокс өндірумен бір мезгілде жүреді. Айта кету керек, бұл процесс міндетті түрде 900-1200 градус температурада жүруі керек. Жоғарыда атап өткендей, генерацияның бастапқы кезеңдерінде газ жанама өнім ретінде қарастырылды, сондықтан ол жиі атмосфералық ауаға шығып кетті. Біраз уақыттан кейін кокс пештері коксты газбен қыздырыла бастады. Осылайша, жеке қажеттіліктерге газ тұтыну айтарлықтай қысқарды (шамамен 60% дейін), ал қалған сома тұтынушылардың басқа санаттарына тиесілі болды, мысалы, металлургиялық өндірістегі қыздыру пештері үшін, температурасы өте жоғары. немесе үй шаруасына арналған. Бүгінгі таңда барлық газ сыртқы тұтынушыларға тиесілі. Неліктен? Өйткені, кокс газының калориясы өте жоғары, яғни пештерді жылыту үшін арзанырақ газды пайдалануға болады. СКГ осының жарқын мысалы болып табылады. Айтпақшы, ол пропан-бутан қоспасына негізделген.
Кокс пешінің газ құрамы
Анықталғандай, әртүрлі газдарданжасанды шыққан, мақалада қарастырылған және көмірді кокстеу процесінде алынған газдың маңызы зор. Айта кету керек, практикалық тұрғыдан оның құрамы айтарлықтай ауытқуларға ұшырайды. Бұл, әдетте, отын ретінде пайдаланылатын шикізатқа, жұмыс режимдерінің айырмашылығына, кокс пештерінің физикалық жағдайына және т.б. Оның жылулық мәні 15-19 МДж/м3 шамасында. Егер бұл газдың құрамдас бөліктерін көлемнің пайызы ретінде қарастырсақ, онда келесі сурет пайда болады:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- қанықпаған көмірсутектер: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Коккс газының (формуласы: H2CH4NH3C2H4) 0,45-тен 0,50 кг/м3-ге дейінгі нөл градус температурасында тығыздығы бар, жылу сыйымдылығы 1,35 кДж/(м3 К), және тұтану процесімен бірге жүретін температура 600-650 градусқа жетеді.
Зат формуласы
Жоғарыда белгілі болғандай, кокс газының құрамына сутегі (H2), метан (CH4), аммиак (NH3) және этилен (C2H4) сияқты заттар кіреді. Мысал ретінде тазартылған кокс газының келесі құрамын келтіру орынды болар еді:
| Компонент | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Мазмұн, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Қарастырылып отырған газдың құрамы кокстеу процесінің температуралық режиміне және оның ұзақтығына қатаң тәуелді екенін ескерген жөн. Өңделетін көмірдің сапасы да үлкен рөл атқарады. Осылайша, кокстеу процесінің температуралық режимі неғұрлым жоғары болса, көмірсутектердің ыдырау деңгейі де жоғары болады, демек газдағы сутегі мен көміртек оксидінің мөлшері де жоғары болады. Тиісінше, көмірқышқыл газының мөлшері, керісінше, төмен болады.
Кокс газын тазалау қажеттілігі
Бүгінгі күні кокс газын тазалау қажеттілігі мәселесі өте өткір, өйткені бұл композиция өмірдің экологиялық аспектісіне кері әсер етеді. Осылайша, заманауи қоғам тиісті технологияларды жетілдіруге ұмтылады. Кокс газдарын тазалау зауыт механизмдерінің тиімділігі үшін қажет, өйткені кокс газының құрамында айтарлықтай жоғары цианид сутегі кәсіби жабдықтың коррозиясының негізгі себебі болып табылады. Сонымен қатар, аммиак кокс газының пайда болуы кезінде міндетті түрде бөлінеді. Бұл зат тек құбырларға ғана емес, сонымен бірге қоршаған ортаға да өте зиянды әсер етеді, өйткені ол ақырында сонда түседі. Қарастырылған операциялардың нәтижесі белгілі бір зауыт үшін химиялық текті өнімдерді жоғалтудың жоғары деңгейі болып табылады жәнесондай-ақ атмосфераға газдар мен сұйық қалдықтардың едәуір дәрежеде шығарылуы.
Кокс газын тазалау процесі
Анықталғандай, кокс газын өндіру бірқатар проблемаларды тудырады, бұл оны тазарту қажеттілігін толығымен негіздейді. Бүгінгі күні ең тиімді әдіс кокс өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын осы тарауда сипатталған өнертабыс болып табылады. Ең алдымен, науалармен жабдықталуы керек абсорбердегі аммоний фосфат ерітіндісімен газды жуу қажет. Әрі қарай, кокс газын сіңіргіштің науа аймағына кірмес бұрын осы ерітіндімен өңдеу керек. Бұл жағдайда айналымдағы ерітіндінің меншікті шығыны 1,0-1,2 л/м3 газ болуы керек, сонда оның тығыздығы 1,195-1,210 кг/л-ге тең болады. Кокс газын тазалаудың бұл әдісі, жоғарыда айтылғандай, бүгінде тиісті салада жиі қолданылады, себебі ол ең тиімді болып табылады.
Кокс пешіндегі газды қолдану
Бүгінгі таңда кокс газы қоғамда металлургиялық зауыттарда отын ретінде, сонымен қатар коммуналдық шаруашылық қызметте және өндіріс шикізаты ретінде өте кең және қауіпсіз қолданылады. Белгілі болғандай, сутегі кокс газынан шығарылады, ол аммиак синтезі үшін төмен температура режимінде жұмыс істейтін белгілі конденсация әдісі арқылы жай ғана қажет. Осының нәтижесіндеОперация кезінде әртүрлі синтездер үшін жоғары сапалы шикізат ретінде қызмет ететін фракция пайда болады. Айта кету керек, күкіртсутегінің кокс газына қоспасы кез келген жағдайда (кокс газын отын ретінде пайдаланған кезде де, химиялық өнімдерді өндіру үшін шикізат ретінде қызмет еткенде де) мүлдем қолайсыз. Сондықтан алдыңғы тарауда толық талқыланған тазарту процесі өте қажет.
Газ қасиеттері
Қорытындылай келе, кокс газының физикалық қасиеттерін қарастыру орынды болар еді. Осылайша, оның калориялық қуаты 3600-ден 3700 ккал / м3-ге дейін, заттың құрамындағы үлес салмағы 0,45-тен 0,46 кг / м3-ге дейін өзгереді (бұл ауадан үш есе дерлік жеңіл), оның жануының максималды температуралық режимі 2060 градусқа тең және процестің өзі қызыл жалынмен бірге жүреді.
Қарастырылып отырған газ ауамен қосылғанда жарылғыш екенін ескеру маңызды. Оның үстіне жарылыс қаупінің төменгі шегі көлемі бойынша 6 пайыз газ (қалғаны ауа), ал жоғарғы жарылғыш деңгейі 32 пайыз газға жетеді (қалғаны ауа). Тұтану температурасы 550 градусқа тең, ал 1 текше метр газды жағу үшін шамамен 5 текше метр ауа қажет. Кокс газының түсі мен дәмі жоқ, бірақ оның құрамында нафталиннің, шіріген жұмыртқаның қышқыл иісі бар, мұны оның құрамындағы күкіртті сутегінің болуымен түсіндіруге болады.
