Kedysi sa koksárenský plyn považoval za vedľajší produkt v procese výroby koksu, takže sa často dostával aj do atmosféry (čo je veľmi plytvanie!). Neskôr sa plyn používal na vykurovanie koksovacích pecí a dnes je už plne distribuovaný vonkajším spotrebiteľom na domáce použitie a iné potreby. Ako sa vyrába koksárenský plyn a aké je jeho zloženie? Tento článok rozoberá všetky aspekty problému a poskytuje konkrétne príklady použitia plynu.
Historický aspekt
História koksárenského plynu začala koncom 19. – začiatkom 20. storočia. Už vtedy sa používal na svietenie, kúrenie a teda aj na varenie a iné domáce práce. V tom čase vypukla priemyselná revolúcia a urbanizácia. Výroba vedľajších produktov, uhoľného dechtu a čpavku začala slúžiť ako najdôležitejšie zložky, a to suroviny, pri výrobe farbív chemického zloženia a celkovo v chemickom priemysle. Teda úplne všetky druhy farbívumelá príroda bola vyrobená z dechtu a koksárenského plynu.
Okrem toho sa koksárenský plyn široko používa v peciach na výrobu priemyselných produktov, v plynových motoroch a, samozrejme, ako surovina pri výrobe chemických produktov.
Výroba koksárenského plynu
K získavaniu koksárenského plynu dochádza súčasne s výrobou koksu v koksovniach suchou destiláciou uhlia. Je dôležité poznamenať, že tento proces musí nevyhnutne prebiehať pri teplote 900-1200 stupňov. Ako bolo uvedené vyššie, v počiatočných štádiách výroby sa plyn považoval za vedľajší produkt, takže často unikal do atmosférického vzduchu. O niečo neskôr sa koksárenské pece začali vykurovať koksárenským plynom. Výrazným poklesom teda prešla spotreba plynu pre osobnú potrebu (takmer na 60 %), pričom zvyšok množstva patril iným kategóriám spotrebiteľov, napríklad na ohrev pecí v hutníckej výrobe, ktorých teplota je extrémne vysoká, alebo na domáce práce. Dnes patrí úplne všetok plyn vonkajším spotrebiteľom. prečo? Faktom je, že koksárenský plyn je veľmi kalorický, čo znamená, že na vykurovanie pecí je možné použiť lacnejší plyn. LPG je toho ukážkovým príkladom. Mimochodom, je založený na zmesi propán-bután.
Zloženie koksárenského plynu
Ako sa ukázalo, z rôznych plynovumelého pôvodu, plyn uvedený vo výrobku a získaný v procese koksovania uhlia má veľký význam. Treba si uvedomiť, že z praktického hľadiska jeho zloženie prechádza výraznými výkyvmi. To závisí spravidla od suroviny, ktorá sa používa ako palivo, od rozdielu v prevádzkových režimoch, od fyzikálneho stavu koksovacích pecí atď. Jeho výhrevnosť sa pohybuje v rozmedzí 15-19 MJ/m3. Ak vezmeme do úvahy zložky tohto plynu v percentách objemu, vznikne nasledujúci obrázok:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- nenasýtené uhľovodíky: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Je dôležité poznamenať, že koksárenský plyn (vzorec: H2CH4NH3C2H4) má hustotu pri teplote nula stupňov od 0,45 do 0,50 kg / m3, tepelná kapacita sa rovná 1,35 kJ / (m3 K), a teplota sprevádzajúca proces vznietenia dosahuje 600-650 stupňov.
Vzorec látky
Ako sa ukázalo vyššie, zloženie koksárenského plynu zahŕňa látky ako vodík (H2), metán (CH4), amoniak (NH3) a etylén (C2H4). Ako príklad by bolo vhodné uviesť nasledujúce zloženie vyčisteného koksárenského plynu:
| Component | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Obsah, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Je dôležité poznamenať, že zloženie uvažovaného plynu prísne závisí od teplotného režimu koksovacieho procesu a jeho trvania. Veľkú úlohu zohráva aj kvalita spracovávaného uhlia. Čím vyšší je teplotný režim procesu koksovania, tým vyššia je úroveň rozkladu uhľovodíkov, a teda vyšší obsah vodíka a oxidu uhoľnatého v plyne. V súlade s tým bude obsah oxidu uhličitého naopak nižší.
Potreba čistenia koksárenského plynu
Problém potreby čistenia koksárenského plynu je dnes dosť naliehavý, pretože toto zloženie nepriaznivo ovplyvňuje environmentálny aspekt života. Moderná spoločnosť sa teda snaží zlepšovať príslušné technológie. Čistenie koksárenských plynov je nevyhnutné pre efektívnosť mechanizmov zariadení, pretože kyanovodík, ktorého obsah v koksárenskom plyne je pomerne vysoký, je hlavnou príčinou korózie profesionálnych zariadení. Okrem toho sa pri tvorbe koksárenského plynu nevyhnutne uvoľňuje amoniak. Táto látka má mimoriadne škodlivý vplyv nielen na potrubia, ale aj na životné prostredie, pretože sa tam nakoniec dostane. Výsledkom uvažovaných operácií je vysoká úroveň strát produktov chemického pôvodu pre konkrétny závod, atiež významný stupeň emisií plynov a odpadov kvapalného pôvodu do atmosféry.
Proces čistenia koksárenského plynu
Ako sa ukázalo, výroba koksárenského plynu so sebou prináša množstvo problémov, čo plne odôvodňuje potrebu jeho čistenia. Doteraz je najúčinnejšou metódou vynález opísaný v tejto kapitole, ktorý je široko používaný v koksárenskom priemysle. V prvom rade je potrebné prepláchnuť plyn roztokom fosforečnanu amónneho v absorbéri, ktorý musí byť vybavený vaničkami. Ďalej by sa mal koksárenský plyn spracovať týmto roztokom predtým, ako vstúpi do oblasti podnosu absorbéra. V tomto prípade by merná spotreba cirkulačného roztoku mala byť 1,0-1,2 l/m3 plynu, potom sa jeho hustota bude rovnať 1,195-1,210 kg/l. Tento spôsob čistenia koksárenského plynu, ako je uvedené vyššie, sa dnes často používa v príslušnom odvetví, pretože je najúčinnejší.
Aplikácia na koksárenský plyn
Koksárenský plyn je dnes v spoločnosti veľmi široko a bezpečne využívaný ako palivo v hutníckych závodoch, ako aj v komunálnej hospodárskej činnosti a ako surovina na výrobu. Ako sa ukázalo, z koksárenského plynu sa uvoľňuje vodík, ktorý je jednoducho potrebný na syntézu amoniaku pomocou známej metódy kondenzácie fungujúcej v podmienkach nízkoteplotného režimu. V dôsledku tohoPočas operácie vzniká frakcia, ktorá slúži ako kvalitná surovina pre rôzne druhy syntéz. Treba si uvedomiť, že prímes sírovodíka v koksárenskom plyne je v každom prípade absolútne nežiaduca (ako pri použití koksárenského plynu ako paliva, tak aj vtedy, keď slúži ako surovina na výrobu chemických produktov). Preto je očistný proces, o ktorom sme podrobne hovorili v predchádzajúcej kapitole, taký potrebný.
plynové zariadenia
Na záver by bolo vhodné zvážiť fyzikálne vlastnosti koksárenského plynu. Jeho výhrevnosť je teda od 3600 do 3700 kcal / m3, špecifická hmotnosť v zložení látky sa pohybuje od 0,45 do 0,46 kg / m3 (čo je takmer trikrát ľahšie ako vzduch), maximálny teplotný režim jeho spaľovania je rovný 2060 stupňom a samotný proces je sprevádzaný červeným plameňom.
Je dôležité poznamenať, že daný plyn je v kombinácii so vzduchom výbušný. Navyše, spodná medza výbušnosti podľa objemu je 6 percent plynu (zvyšok je vzduch), zatiaľ čo horná úroveň výbušnosti dosahuje 32 percent plynu (zvyšok je vzduch). Teplota vznietenia sa rovná 550 stupňom a na spálenie 1 kubického metra plynu je potrebných približne 5 kubických metrov vzduchu. Koksárenský plyn nie je obdarený farbou a chuťou, ale má štipľavý zápach po naftaléne, zhnitých vajciach, čo možno vysvetliť obsahom sírovodíka v jeho zložení.
