Переработка твердого топлива химическими способами - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

К химическим способам переработки твердого топлива относится: пиролиз, газификация и гидрирование.

Пиролизом или сухой перегонкой называется процесс нагревания твердого топлива без доступа воздуха с целью получения из него твердых, жидких и газообразных продуктов различного назначения. В зависимости от условий процесса и природы вторичных продуктов различают низкотемпературный пиролиз или полукоксование (500-580С) и высокотемпературный пиролиз или коксование (900-1200С).

Гидрированием (гидрогенизацией) твердого топлива называется процесс превращения при высокой температуре, высоком давлении водорода в присутствии катализаторов органической части топлива в жидкие продукты, обогащенные водородом и используемые как жидкое топливо.

Непрочные межмолекулярные и внутримолекулярные связи рвутся с присоединением водорода и образованием низкомолекулярных углеводородов из высокомолекулярных соединений. Высокие температура и давление способствуют образованию жидкой фазы.

Гидрогазификацией называется процесс гидрирования твердого топлива с целью получения газа с высокой теплотой сгорания, который может служить заменителем природного газа.

Коксованием называется высокотемпературная разновидность сухой перегонки (пиролиза) каменного угля, проводимая при 900--1200°С с целью получения кокса, горючих газов и сырья для химической промышленности.

В соответствии с назначением все цехи коксохимического завода подразделяются на основные и вспомогательные. К основным производственным цехам относятся:

    1) Углеподготовительный цех. Готовая продукция цеха -- угольная шихта. 2) Коксовый цех - получение целевого продукта кокса и летучих химических продуктов -- прямого коксового газа (ПКГ) из угольной шихты. 3) Цех улавливания - охлаждение ПКГ и выделение из него химических продуктов: сырого бензола (СБ), каменноугольной смолы (КУС) и соединений аммиака. 4) Перерабатывающие цехи, в которых химические продукты, поступающие из цеха улавливания, подвергаются дальнейшей переработке. Готовой продукцией этих цехов являются индивид. ароматические УВ, нафталин, фталевый ангидрид, фенолы, пек, пековый кокс и другие.

Общая схема коксохимического производста:

Схема переработки ПКГ (ОКГ - обратный коксовый газ)

Сырой бензол - сложная смесь соединенией, осн. компонентами кот. явл. бензол и его гомологи. Фракции КУС: легкая, фенольная, нафталиновая, поглотительная (индолы, придидиновые основания и др.,) антраценовая и пек - нелетучий остаточный продукт. Легкая - добавка к СБ.

Требования предъявляемые к углю для коксования:

    - спекаемость - способность угля при нагревании без доступа воздуха образовывать из разрозненных зерен твердый остаток в виде прочных кусков (по свойству разделяют на марки, обрабатываются угли марки "коксовые"). - хорошая коксуемость углей - свойство при нагревании без доступа воздуха образовывать углистый осадок - кокс, зависит от многих факторов, в т. ч. и от технологии подготовки угольной шихты и режима коксования.

Углеподготовка включает в себя усреднение состава и обогащение углей, дозирование и измельчение компонентов шихты, а также шихтовка или смешение компонентов - заключительная операция приготовления угольной шихты для коксования. Шихтовка осуществляется в смесительных машинах различной конструкции.

Коксование проводят в коксовых печах - реактор периодического действия с косвенным нагревом через стенку. Ширина камеры печи достаточна жестко регламентирована и составляет ~0,4м, а высота и длина печи зависит от необходимой поверхности обогрева. Это следует и формулы теплового потока, по которой его увеличения необходимо повышать коэффициент теплопередачи и поверхность обогрева, но что для увеличения коэффициента теплопередачи необходимо уменьшать толщину слоя угольной шихты.

Так как коксовая печь - реактор периодического действия, то температура шихты изменяется во времени. Распределение температур в шихте по ширине камеры для различного времени коксования выражается так называемыми изохроническими кривыми коксовой печи (кривые постоянного времени). Для обогрева коксовой печи используют газобразное топливо. Оборот печи - период коксования с добавкой времени на операции загрузки шихты и выгрузки кокса.

Тушение кокса. Кокс из печи необходимо охладить ("потушить") с 950-1100єС до 250-100єС, чтобы предотвратить самовозгарание. Различают мокрое (орошается водой) и сухое тушение (охлаждается циркулирующими инертными газами). Недостаток мокрого - значительная потеря тепла, так как все тепло кокса, поглощаемое водой, идет на ее испарение и не утилизируется. Преимуществами сухого - получение кокса с минимальной влажностью; утилизация теплоты кокса и выработка технологического пара.

Похожие статьи




Переработка твердого топлива химическими способами - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Предыдущая | Следующая