Коксування кам’яного вугілля

Коксування – це спосіб термічної обробки палива, переважно вугілля при його нагріванні до 1000-1100°С, без доступу повітря.

Основний продукт коксування – кокс, знаходить застосування у доменному виробництві.

Доля хімічних продуктів, одержуваних при коксуванні, складає 50% у сировинній базі промисловості основного органічного синтезу.

Кращою сировиною для коксування є кам’яне вугілля, запаси якого дуже обмежені. Змішуючи різні сорти вугілля, близькі за властивостями, складають шихту, яку завантажують у камерну коксову піч у вигляді камери, розмірами 14м · 4м · 0,4м, виготовлену з вогнетривкої динасової цегли, що вміщує до 20-25т шихти. Камерні печі з’єднують у коксові батареї (70 і більше печей), число їх у батареї таке, що при послідовному їх завантаженні кокс видається майже неперервно.

Гарячий газ, прогріваючи стінки камер, підтримує в них температуру 1000-1100°С. Вугілля витримується у печі без доступу повітря 14-17 годин до спікання в суцільну масу «коксовий пиріг».

Леткі речовини коксування по газопроводу відводяться для дальшої переробки у цех вловлювання.

Умовно процес коксування вугілля ділять на п’ять стадій:

1. Сушіння шихти (до 120°С) – випаровується вільна вода.

2. Перед пластичний стан (до 320°С) – виділяються азот, вода і оксиди вуглецю (ІІ, ІV).

3. Пластичний стан (до 550°С) – виділяються легкі вуглеводні.

4. Спікання (до 850°С) – виділяються рідкі вуглеводні і кам’яновугільна смола, утворюється напівкокс.

5. Утворення кускового коксу (до 1100°С) – розкладаються важкі вуглеводні, виділяється водень. Вуглецеві речовини, конденсуючись кристалізуються зі зменшенням об’єму. Внаслідок кристалізації – кокс зміцнюється, а внаслідок усадки – розтріскується маса, що спеклась – утворюється куски коксу.

Коли кокс готовий, з допомогою особливих механізмів знімають двері камер, вивантажують його коксовиштовхувачем у тушильний вагон і відвозять на площадку гасіння – водою або інертними газами.

Леткі продукти коксування при охолодженні виділяють кам’яновугільну смолу, надсмольну воду, сирий бензол, виділяються гази (аміак, сірководень).

З однієї тони шихти одержують приблизно 730кг коксу, 30кг кам’яновугільної смоли, 80кг надсмольної води, 10кг бензольних вуглеводнів, 3кг аміаку і 140кг сухого коксового газу.

Основним напрямком технічного прогресу у коксохімічній промисловості вважається перехід до неперервного процесу коксування, дослідні установки якого уже діють у США, Японії.

Неперервний процес включає чотири послідовні стадії:

1. Перевод шихти у пластичній стан при 350-400°С.

2. Формування з розплавленої маси сферичних брикетів.

3. Коксування у брикетах шляхом опускання у шахтній печі при температурі 1000°С.

4. Охолодження коксу потоком інертного газу.

Тривалість коксування скорочується до 3 годин, собівартість продукції знижується на 30%, а продуктивність праці зростає втричі.