Технологические методы переработки твердого топлива

Топливо. Методы переработки топлив

Топливо, его значение и классификация

Топливом называют существующие в природе или искус­ственно полученные вещества, являющиеся источником теп­ловой энергии и сырьем для химической промышленности.

Роль топлива в народном хозяйстве страны велико и все время возрастает, так как бурное развитие промыш­ленности органического синтеза — производство пласти­ческих масс, химических волокон, синтетических каучуков, красителей, растворителей и т. д. — требует огром­ным количеств углеродного сырья, которое получается в результате химической переработки различных топлив.

Все топлива можно разделить:

по агрегатному состоя­нию на твердые, жидкие и газообразные,

а по происхожде­нию — на естественные и искусственные.

Естественные топлива:

- твердые — угли, древесина, сланцы, торф;

- жидкие — нефть;

- газообразные — природные и попутные газы.

Искусственные топлива получают главным образом при переработке естественных топлив.

- Твердые искусственные топлива — кокс, полукокс, древесный уголь;

- жидкие — бен­зин, керосин, лигроин и др.;

- газообразные — генераторные газы, коксовый газ, газы переработки нефти и др.

Технологические методы переработки твердого топлива

 

При нагревании уголь и другие виды топлива претер­певают сложные изменения, ведущие к образованию новых твердых, жидких и газообразных продуктов.

Основными методами переработки твердого топлива яв­ляются коксование, полукоксование, газификация и де­структивная гидрогенизация.

Коксование — метод переработки каменных углей на­греванием без доступа воздуха до 900—1050 °С в коксовых печах.

Коксохимическое производство включает три тех­нологические стадии: подготовку сырья, коксование и пе­реработку коксового газа.

Сырьем для коксования служит смесь каменных углей, способных при нагревании спекаться (т. е. размягчаться и слипаться в общую массу). К таким углям относятся кок­сующие угли различных марок: коксующиеся, паровично-спекающиеся, паровично-жирные и др. Но запасы, коксо­вых углей ограничены, поэтому наряду с ними применяют другие марки каменных углей — неспекающиеея: жирные, газовые, длиннопламенные.

Поступающие на переработку угли подвергаются под­готовке:

· дроблению,

· сортировке,

· обогащению,

· обезвожи­ванию.

Эта работа по улучшению качества угля требует дополнительных расходов, но она экономически целесооб­разна.

Процесс коксования протекает в коксовых печах, представляющих собой щелевидные камеры 2 шириной 0,4 м, высотой 4 м и длиной 14-15 м, сложен­ные из огнеупорного материала. В своде такой камеры име­ются отверстия — люки для загрузки угля. Несколько де­сятков печей (до 75), расположенных параллельно друг другу и связанных кирпичной кладкой, образуют коксо­вую батарею. В простенках между печами располагаются отопительные каналы 1. В них сжигается какое-либо газо­образное топливо. Полученное при этом тепло через стен­ки печей передается загруженному в них углю.

Коксование длится 13—14 часов. По окончании процес­са открывают переднюю и заднюю двери печи и специаль­ным толкателем выталкивают кокс из камеры в стальной полувагон, в котором его тушат.

После выгрузки кокс сор­тируют. Из одной тонны угольной шихты получают 730— 780 кг кокса, содержащего 85—95% чистого углерода, 5— 11% золы и небольшое количество других веществ.

Образующийся при коксовании газ (до 350 м³ на 1 т угля) содержит много ценных веществ. Кроме водорода, метана, окиси и двуокиси углерода, в его состав входят пары каменноугольной смолы, бензола, аммиака, серово­дорода и ряд других соединений. Парогазовую смесь, отхо­дящую из коксовых камер, улавливают и отводят в цех конденсации на переработку, извлекая содержащиеся в газе компоненты.

Полукоксование — низкотемпературный пиролиз низ­косортного твердого топлива (каменные и бурые угли, слан­цы) при нагревании до конечной температуры 500—550 °С без доступа воздуха.