Ngày xưa, khí lò luyện cốc được coi là một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất than cốc, vì vậy nó thường xuyên được thải vào khí quyển (rất lãng phí!). Sau đó, khí đốt được sử dụng để làm nóng lò luyện cốc, và ngày nay nó đã được phân phối đầy đủ cho người tiêu dùng bên ngoài để sử dụng trong gia đình và các nhu cầu khác. Khí than cốc được sản xuất như thế nào và thành phần của nó là gì? Bài viết này thảo luận về tất cả các khía cạnh của vấn đề và cung cấp các ví dụ cụ thể về việc sử dụng khí đốt.
Phương diện lịch sử
Lịch sử của khí đốt lò cốc bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 - đầu thế kỷ 20. Thậm chí sau đó, nó còn được sử dụng để thắp sáng, sưởi ấm và do đó, để nấu nướng và các công việc gia đình khác. Khi đó, cuộc cách mạng công nghiệp và đô thị hóa bùng nổ. Việc sản xuất các sản phẩm phụ, nhựa than đá và amoniac bắt đầu đóng vai trò là những thành phần quan trọng nhất, cụ thể là nguyên liệu thô, trong sản xuất thuốc nhuộm của một thành phần hóa học và trong toàn bộ ngành công nghiệp hóa chất. Vì vậy, hoàn toàn tất cả các loại thuốc nhuộmthiên nhiên nhân tạo được tạo ra từ hắc ín và khí lò than cốc.
Ngoài ra, khí lò cốc đã được sử dụng rộng rãi trong các lò sản xuất các sản phẩm công nghiệp, trong các động cơ đốt bằng khí đốt và tất nhiên, là nguyên liệu thô trong sản xuất các sản phẩm hóa chất.
Sản xuất khí lò luyện cốc
Thu nhận khí lò luyện cốc xảy ra đồng thời với quá trình sản xuất than cốc tại các nhà máy luyện cốc bằng cách chưng cất than khô. Điều quan trọng cần lưu ý là quá trình này nhất thiết phải tiến hành ở nhiệt độ 900-1200 độ. Như đã nói ở trên, ở giai đoạn đầu của quá trình tạo ra, khí được coi là một sản phẩm phụ, vì vậy nó thường thoát ra ngoài không khí. Một thời gian sau, lò luyện cốc bắt đầu được làm nóng bằng khí đốt lò luyện cốc. Do đó, lượng tiêu thụ khí đốt cho nhu cầu cá nhân đã giảm đáng kể (gần 60%), trong khi phần còn lại thuộc về các nhóm người tiêu dùng khác, ví dụ, cho các lò sưởi trong sản xuất luyện kim, nhiệt độ của chúng rất cao, hoặc để làm việc nhà. Ngày nay, hoàn toàn tất cả khí đốt thuộc về người tiêu dùng bên ngoài. Tại sao? Thực tế là khí đốt lò luyện cốc có hàm lượng calo rất cao, có nghĩa là có thể sử dụng khí đốt rẻ hơn để làm nóng lò. LPG là một ví dụ điển hình cho điều này. Nhân tiện, nó dựa trên hỗn hợp propan-butan.
Thành phần khí lò luyện cốc
Hóa ra, từ nhiều loại khícó nguồn gốc nhân tạo, khí được xem xét trong bài báo và thu được trong quá trình luyện cốc than có tầm quan trọng lớn. Cần lưu ý rằng từ quan điểm thực tế, thành phần của nó trải qua những biến động đáng kể. Như một quy luật, điều này phụ thuộc vào nguyên liệu thô được sử dụng làm nhiên liệu, vào sự khác biệt trong các phương thức hoạt động, vào tình trạng vật lý của lò luyện cốc, v.v. Nhiệt trị của nó nằm trong khoảng 15-19 MJ / m3. Nếu chúng ta coi các thành phần của khí này theo phần trăm thể tích thì hình sau được tạo thành:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- hydrocacbon không no: 2-3.
- Ô2: 0, 4-0, 8.
Điều quan trọng cần lưu ý là khí lò cốc (công thức: H2CH4NH3C2H4) có tỷ trọng ở nhiệt độ 0 độ từ 0,45 đến 0,50 kg / m3, nhiệt dung bằng 1,35 kJ / (m3 K), và nhiệt độ, đi kèm với quá trình đánh lửa, đạt 600-650 độ.
Công thức chất
Như đã trình bày ở trên, thành phần của khí lò cốc bao gồm các chất như hydro (H2), metan (CH4), amoniac (NH3) và etylen (C2H4). Ví dụ, sẽ thích hợp nếu cung cấp thành phần sau của khí lò luyện cốc tinh khiết:
| Thành phần | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | Ô2 |
| Nội dung,% | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Điều quan trọng cần lưu ý là thành phần của khí được xem xét phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ nhiệt độ của quá trình luyện cốc và thời gian của nó. Chất lượng của than được chế biến cũng đóng một vai trò rất lớn. Như vậy, chế độ nhiệt độ của quá trình luyện cốc càng cao thì mức độ phân hủy của các hydrocacbon càng cao và do đó hàm lượng hydro và cacbon monoxit trong khí càng cao. Theo đó, hàm lượng carbon dioxide, ngược lại, sẽ thấp hơn.
Cần làm sạch khí than cốc
Ngày nay, vấn đề cần làm sạch khí lò luyện cốc là khá gay gắt, bởi vì chế phẩm này ảnh hưởng xấu đến khía cạnh môi trường của cuộc sống. Vì vậy, xã hội hiện đại nỗ lực cải tiến các công nghệ liên quan. Làm sạch khí lò luyện cốc là cần thiết cho hiệu quả của các cơ chế của nhà máy, vì hydro xyanua, có hàm lượng trong khí lò luyện cốc khá cao, là nguyên nhân chính gây ăn mòn thiết bị chuyên nghiệp. Ngoài ra, amoniac nhất thiết phải được giải phóng trong quá trình hình thành khí lò cốc. Chất này có ảnh hưởng cực kỳ bất lợi không chỉ đối với đường ống dẫn mà còn đối với môi trường, vì cuối cùng nó sẽ đến đâu. Kết quả của các hoạt động được xem xét là mức độ thất thoát các sản phẩm có nguồn gốc hóa học đối với một nhà máy cụ thể, vàcũng là một mức độ đáng kể phát thải khí và chất thải có nguồn gốc lỏng vào khí quyển.
Quy trình làm sạch khí coke
Hóa ra, việc sản xuất khí đốt lò than cốc kéo theo một số vấn đề, điều này hoàn toàn chứng minh cho nhu cầu thanh lọc của nó. Cho đến nay, phương pháp hiệu quả nhất là sáng chế được mô tả trong chương này, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp than cốc. Trước hết, cần phải xả khí bằng dung dịch amoni photphat trong thiết bị hấp thụ, thiết bị này phải được trang bị các khay. Tiếp theo, khí lò cốc cần được xử lý bằng dung dịch này trước khi đi vào khu vực khay của chất hấp thụ. Trong trường hợp này, mức tiêu thụ riêng của dung dịch tuần hoàn phải là 1,0-1,2 l / m3 khí, khi đó khối lượng riêng của nó sẽ bằng 1,195-1,210 kg / l. Phương pháp làm sạch khí lò luyện cốc này, như đã nói ở trên, ngày nay thường được sử dụng trong ngành công nghiệp liên quan, vì nó là hiệu quả nhất.
Ứng dụng khí lò luyện cốc
Ngày nay, khí đốt lò than cốc được sử dụng rất rộng rãi và an toàn trong xã hội làm nhiên liệu trong các nhà máy luyện kim, cũng như trong các hoạt động kinh tế của thành phố và là nguyên liệu sản xuất. Hóa ra, hydro được thải ra từ khí lò cốc, khí này đơn giản cần thiết cho quá trình tổng hợp amoniac bằng một phương pháp ngưng tụ đã biết hoạt động trong điều kiện nhiệt độ thấp. Như là kết quả của việc nàyTrong quá trình hoạt động, một phần được hình thành, dùng làm nguyên liệu thô chất lượng cao cho nhiều loại tổng hợp khác nhau. Cần lưu ý rằng phụ gia sulfua hydro trong khí lò luyện cốc là hoàn toàn không được mong muốn trong mọi trường hợp (cả khi khí lò luyện cốc được sử dụng làm nhiên liệu và khi nó được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm hóa học). Đó là lý do tại sao quy trình làm sạch, đã được thảo luận đầy đủ trong chương trước, lại cần thiết đến vậy.
Tính chất khí
Kết luận, sẽ là phù hợp khi xem xét các tính chất vật lý của khí lò luyện cốc. Như vậy, nhiệt lượng của nó từ 3600 đến 3700 kcal / m3, khối lượng riêng trong thành phần của chất thay đổi từ 0,45 - 0,46 kg / m3 (nhẹ hơn không khí gần ba lần), chế độ nhiệt độ lớn nhất của quá trình cháy của nó là bằng 2060 độ và bản thân quá trình này kèm theo một ngọn lửa đỏ.
Điều quan trọng cần lưu ý là khí được đề cập sẽ nổ khi kết hợp với không khí. Hơn nữa, giới hạn nổ dưới theo thể tích là 6 phần trăm khí (phần còn lại là không khí), trong khi mức nổ trên đạt 32 phần trăm khí (phần còn lại là không khí). Nhiệt độ bắt lửa bằng 550 độ, và để đốt cháy 1 mét khối khí, cần khoảng 5 mét khối không khí. Khí lò luyện cốc không có màu sắc và mùi vị, nhưng nó có mùi chua của naphtalen, trứng thối, điều này có thể được giải thích là do hàm lượng hydro sunfua trong thành phần của nó.
