Переработка угля

Читайте также:

Угольная промышленность в Российской Федерации всегда являлась довольно важной отраслью, поскольку уголь применялся во различных отраслях промышленности. Он издавна считался крайне перспективным сырьем для получения энергии и множества химических продуктов. Да и сегодня уголь не утратил популярности. В этой статье мы рассмотрим различные процессы переработки угля.
Самым первым и самым крупным потребителем угля с 19 века являлся транспорт. Чуть позже его начали применять для производства электроэнергии, металлургического кокса, создания в процессе химической переработки различных соединений, углеграфитовых конструкционных материалов, пластмасс, горного воска, синтетического, жидкого и газообразного высококалорийного топлива, высокоазотистых кислот для удобрения. Существуют различные способы переработки угля.

Пиролиз

Этот же процесс называют коксованием. Он появился XVIII столетии. Во время этой реакции каменный уголь подвергается нагреванию в специальных коксовых печах, без доступа воздуха. Эта реакция происходит с образованием нескольких продуктов:

  • пористое, твердое вещество – кокс и летучие вещества, из которых в процессе охлаждения образуется аммиачная вода
  • каменноугольная смола
  • газообразные соединения.

Каменноугольную смолу в дальнейшем также подвергают перегонке, вследствие чего получают легкое масло, в составе которого присутствуют ароматические углеводороды, к примеру, бензол, толуол, среднее масло (фенолы) и тяжелое масло (нафталин).
Переработка угля методом коксования включает такие этапы:

  • подготовка к коксованию
  • собственно коксование
  • улавливание и переработка летучих соединений.

Во время подготовительной стадии осуществляется обогащение, чтобы удалить минеральные примеси, низкосернистых, малозольных, коксующихся углей. Сырье измельчается до зёрен размером примерно 0,3 мм, разные сорта угля смешиваются между собой. После этого происходит сушка полученной «шихты».
Для реализации коксования шихту помещают в щелевидную коксовую печь, которая имеет ширину 400—450 мм и объём 30-40 м³. В каналах боковых простенков печей, созданных из огнеупорного кирпича, обогрев происходит продуктами сгорания газов: коксового, доменного, генераторного.
Нагрев продолжается на протяжении 14-16 часов. Весь процесс реализуется при температуре от 900 до 1050 °C. Конечным продуктом является кокс (75-78 % от объема исходного угля) в форме «коксового пирога» (спёкшейся в пласт массы) — выталкивается особыми устройствами («коксовыталкивателями») в железнодорожные вагоны. Там происходит охлаждение («тушение») водой или газом (азотом).
В условиях температуры 250 градусов Цельсия из угля происходит испарение воды, улетучивается угарный газ и углекислый газ. Когда температура поднимается до 350 градусов улетучиваются углеводороды, продукты азота и фосфора. При 500 градусах сырье спекается с образованием полукокса, а когда температура поднимается до 700 градусов и выше улетучивается водород и получается кокс.

Коксование угля
Смесь паров и газов, которые выделяются в реакции и составляют около 25 % от массы угля, отводится по газосборнику для улавливания и дальнейшей переработки. Чтобы разделить летучие продукты их охлаждают при помощи впрыскивания распыленной воды (от 70 °C до 80 °C). Во время этой реакции выделяется больше половины объема смол, а последующее охлаждение парогазовой смеси осуществляется в кожухотрубчатых холодильниках (до 25-35 °C). Конденсаты соединяют вместе. Далее после их отстаивания образуется надсмольная вода и каменноугольная смола. После этого начинается очищение сырого коксового газа от NH3 и H2S, промывание поглотительным маслом (чтобы выделить сырой бензол и фенол), серной кислотой (чтобы выделить пиридиновые основания). После очистки коксовый газ, составляющий 14-15 % от объема угля, используют как топливо для обогрева батареи коксовых печей, а также для других целей.
Объем надсмольной воды составляет 9-12 % от объема угля. Из нее методом отгонки паром получают: NH3 (в виде концентрированной аммиачной воды), фенолы, пиридиновые основания. Очищенной водой в смеси с технической водой тушат кокс или осуществляют биологическую очистку сточных вод на очистных сооружениях.
Каменноугольная смола, которая составляет примерно 3-4 % от массы угля. В составе смолы присутствует много органических веществ. На сегодняшний день ученым удалось идентифицировать лишь 60 % компонентов смолы, а это свыше 500 веществ. При помощи ректификации смолу разделяют на фракции: нафталиновую, поглотительную, антраценовую и каменноугольный пёк. После ректификации из полученных продуктов выделяют:

  • нафталин 
  • антрацен
  • фенантрен
  • фенолы 
  • каменноугольные масла.

Коксохимические заводы являются одним из крупнейших потребителей каменного угля — до ¼ мировой добычи.

Низкотемпературный пиролиз или полукоксование

Переработка каменного угля методом низкотемпературного пиролиза осуществляется в условиях температуры 500°С. Таким образом получают искусственное жидкое и газообразное топливо.
Главные продукты полукоксования:

  • полукокс – от 55 до 70%
  • первичный газ – от 80 до 100 м3/т 
  • первичная смола – от 10 до 40%.

Горючее, полученное таким методом имеет более высокую ценность, чем твердое. Полученное топливо называют горючим газом, который служит топливом с более высокой теплотой сгорания, а также сырьем для реакций органического синтеза. Кроме газа в процессе реакции образуется смола, из которой создают моторное топливо и растворители. Третьим соединением по этой реакции является полукокс, служащий местным топливом. Для осуществления полукоксования применяется низкосортный уголь, в котором высокое содержание золы.
В 18 веке часто использовали процесс полукоксования бурого угля для получения осветительного масла. Промышленными масштабами полукоксование начали осуществлять в начале 19 века. Однако в конце 19 века об этой реакции стали забывать, и лишь в 30-х годах 20 века вследствие возникшей необходимости получения бездымного топлива в Великобритании, а после и в Германии. В это время фиксируется возобновление промышленного производства полукокса из каменных углей.
Для этого процесса применяют главным образом угли, которые отличаются повышенным образованием летучих веществ и дают большой выход первичной смолы.
Процесс полукоксования проводится в две стадии:

  • при 320-480°С происходит интенсивное выделение паров смолы, газа с образованием пластической массы
  • при 480-550°С осуществляется деструкция твёрдых остатков, а также образуются и выделяются жидкие и газообразные продукты, а также образуется твёрдый полукокс.

В процессе полукоксования углей применяется несколько видов печей (реакторов), которые отличаются главным образом по типу теплоносителя (газовый, твёрдый) и системе обогрева (внутренний, внешний). Все эти системы и аппараты обеспечивают максимальный выход смолы, равномерный по показателям полукокс, высокую производительность в условиях минимального расхода тепла на процесс.

Другие способы переработки угля

Кроме таких известных методов, как коксование и полукоксование, сегодня для переработки угля часто применяют метод гидрирования. В результате такой реакции получают жидкое топливо, которое используется как моторное.
Еще одним методом является газификация, в процессе которой образуются горючие газы.
Однако наиболее высокой перспективой обладают плазмохимические процессы переработки каменного угля. Реализация таких процессов проводится в полностью автоматическом режиме, который помогает предотвратить вредные выбросы в окружающую среду золы, таких опасных веществ, как сера и прочие вредные вещества. Стоит отметить, что еще одни достоинством данного метода является использование оборудования небольших размеров.

Технологическая схема процесса гидрогенизации угля

Катализатор*

Способ
активации**

Конверсия угля, %

Выход газов, %

Выход жидких продуктов, %

до 180 °С

>180 °С

1

2

3

4

5

6

Отсутствует

28

11,6

6,3

38,0

Гематит

Отсутствует

45

11,4

6,5

41,5

Активирован

92

11,0

7,1

66,8

Магнетит

Отсутствует

21

11,5

6,1

38,3

Активирован

88

10,8

8,5

62,9

Пирротин

Отсутствует

23

11,8

10,0

29,5

Активирован

92

12,1

10,0

67,9

Пирит

Отсутствует

34

11,5

9,8

40,8

Активирован

91

12,4

10,1

67,1

* содержит 1 вес. % активированных образцов и 2 вес. % для неактивированных;

** механическая обработка в смеси с элементарной серой (0,8 вес. %) в воде

иллюстрация
www.business-equipment.ru

Комментарии
27 августа 2020 г.
Имя: where to buy cialis cheap
Can I Purchase Acticin Etelobby https://biracialism.com/ - buy online cialis penetero Levitra Tab knorma <a href=https://biracialism.com/#>best place to buy cialis online</a> Boonia Uti Keflex 2000mg
22 сентября 2020 г.
Имя: buying cialis online forum
Viagra Costo Etelobby https://biracialism.com/ - Cialis penetero servizio iene viagra knorma <a href=https://biracialism.com/#>cialis and viagra sales</a> Boonia Precios Cialis En Andorra
18 декабря 2020 г.
Имя: Vopriergo
Propecia Kjope Etelobby <a href=https://bansocialism.com/>buy generic cialis online cheap</a> penetero 1447 Erectile Dysfunction And Pe
19 апреля 2021 г.
Имя: KeddySeat
https://vsviagrav.com/ - viagra
07 мая 2021 г.
Имя: Vopriergo
<a href=https://gcialisk.com/>buy cialis daily online
29 мая 2021 г.
Имя: moxyItext
<a href=http://ponlinecialisk.com/>coupons for cialis 20 mg
27 июня 2021 г.
Имя: moxyItext
<a href=http://fcialisj.com>buy cialis online with prescription
13 июля 2021 г.
Имя: moxyItext
<a href=https://sscialisvv.com/>best cialis online</a>
06 июня 2022 г.
Имя: Ralphjuite
cialis ingredients hvtsgeahdWashyBtjreitac <a href=" https://tadalafilusi.com/# ">price of cialis 20 mg</a>
07 июня 2022 г.
Имя: Chestersow
https://stromectolgf.online/# ivermectin 1 topical cream
07 июня 2022 г.
Имя: IverNab
ivermectin 2ml <a href=" https://stromectolgf.com/# ">buy ivermectin online</a>
11 июня 2022 г.
Имя: Ralphjuite
cheap cialis for sale <a href=" https://tadalafilusi.com/# ">tadalafil 20mg best price</a>
12 июня 2022 г.
Имя: Ralphjuite
cialis without prescription hvtsgeahdDriveBtjSOYPEq <a href=" https://tadalafilusi.com/# ">generic version of cialis</a>
16 июня 2022 г.
Имя: Michaeltof
https://sildenafilmg.online/# cheap viagra online
17 июня 2022 г.
Имя: JamisonSaw
viagra without a doctor prescription usa <a href=" https://sildenafilmg.com/# ">viagra for men</a>
https://sildenafilmg.com/ over the counter viagra
<a href=https://sildenafilmg.com/#>viagra for men</a> viagra over the counter walmart
17 июня 2022 г.
Имя: Michaeltof
https://sildenafilmg.online/# order viagra online
17 июня 2022 г.
Имя: Brandonrow
cheap viagra online <a href=" https://sildenafilmg.online/# ">viagra 100mg price</a>
18 июня 2022 г.
Имя: MichaelAnemi
<a href=https://sildenafilmg.com/#>viagra pills</a> cheap viagra online
18 июня 2022 г.
Имя: Michaeltof
https://sildenafilmg.shop/# over the counter viagra
18 июня 2022 г.
Имя: Brandonrow
cost of viagra <a href=" https://sildenafilmg.com/# ">viagra pills</a>
19 июня 2022 г.
Имя: Michaeltof
https://sildenafilmg.shop/# where to buy viagra
19 июня 2022 г.
Имя: Brandonrow
price of viagra <a href=" https://sildenafilmg.online/# ">viagra without a doctor prescription usa</a>
21 июня 2022 г.
Имя: GeorgeCak
buy zithromax 1000mg online <a href=" https://zithromaxforsale.shop/# ">zithromax for sale online</a>
22 июня 2022 г.
Имя: Raymondbib
order zithromax over the counter <a href=" https://zithromaxforsale.shop/# ">generic zithromax over the counter</a>
22 июня 2022 г.
Имя: GeorgeCak
amoxicillin 250 mg price in india <a href=" https://amoxilforsale.best/# ">order amoxicillin no prescription</a>
22 июня 2022 г.
Имя: RobertFinue
prednisone prescription online <a href=" https://prednisoneforsale.store/# ">prednisone pak</a>
23 июня 2022 г.
Имя: StephenCoace
https://doxycyclineforsale.life/# doxycycline 100g tablets
23 июня 2022 г.
Имя: GeorgeCak
prescription for amoxicillin <a href=" https://amoxilforsale.best/# ">amoxicillin from canada</a>
24 июня 2022 г.
Имя: Philipslats
buying lipitor from canada <a href=" https://buylipitor.store/# ">price canada lipitor 20mg</a>
https://buymetformin.best/# metformin 397
<a href=https://buylasix.icu/#>lasix side effects</a> furosemida 40 mg
25 июня 2022 г.
Имя: Homersub
<a href=https://buylasix.icu/#>lasix 100 mg tablet</a> furosemide 100mg
26 июня 2022 г.
Имя: Williamarrak
furosemide <a href=" https://buylasix.icu/# ">lasix pills</a>
27 июня 2022 г.
Имя: Edwardboupe
lasix 20 mg <a href=" https://buylasix.icu/# ">lasix furosemide 40 mg</a>
27 июня 2022 г.
Имя: AnthonyMug
https://buylipitor.store/# price canada lipitor 20mg
28 июня 2022 г.
Имя: Ronaldvow
https://buytadalafil.men/# tadalafil 10mg generic
28 июня 2022 г.
Имя: ThomasFague
neurontin brand name 800mg <a href=" https://gabapentin.icu/# ">over the counter neurontin</a>
https://erectionpills.best/# herbal ed treatment
<a href=https://diflucan.icu/#>diflucan rx coupon</a> how to get diflucan otc
28 июня 2022 г.
Имя: JeffreyMut
diflucan.com <a href=" https://diflucan.icu/# ">diflucan 200 mg</a>
https://cipro.best/# ciprofloxacin
<a href=https://cipro.best/#>cipro online no prescription in the usa</a> ciprofloxacin generic
28 июня 2022 г.
Имя: RobertViz
https://gabapentin.icu/# neurontin 50mg tablets
29 июня 2022 г.
Имя: JefferyLop
cost of brand name neurontin <a href=" https://gabapentin.icu/# ">neurontin 300 600 mg</a>
29 июня 2022 г.
Имя: JeffreyMut
male erection pills <a href=" https://erectionpills.best/# ">mens erection pills</a>
https://gabapentin.icu/# neurontin 100
<a href=https://erectionpills.best/#>ed pills otc</a> ed medications
30 июня 2022 г.
Имя: RobertViz
https://diflucan.icu/# diflucan discount coupon
30 июня 2022 г.
Имя: Georgeplups
https://withoutprescription.store/# buy prescription drugs without doctor
30 июня 2022 г.
Имя: IsiahTox
cipro 500mg best prices <a href=" https://cipro.best/# ">ciprofloxacin generic price</a>
30 июня 2022 г.
Имя: ThomasFague
buy cipro online <a href=" https://cipro.best/# ">purchase cipro</a>
https://diflucan.icu/# diflucan candida
<a href=https://gabapentin.icu/#>neurontin 100 mg tablets</a> neurontin price south africa
30 июня 2022 г.
Имя: Michealatogy
<a href=https://diflucan.icu/#>diflucan otc uk</a> diflucan online no prescription
30 июня 2022 г.
Имя: JefferyLop
buy diflucan generic <a href=" https://diflucan.icu/# ">where to buy diflucan online</a>
01 июля 2022 г.
Имя: RobertViz
https://withoutprescription.store/# canadian pharmacy online
01 июля 2022 г.
Имя: Andrewjag
buy diflucan over the counter <a href=" https://diflucan.icu/# ">diflucan without get a prescription online</a>
https://withoutprescription.store/# buy prescription drugs
<a href=https://gabapentin.icu/#>gabapentin 600 mg</a> neurontin 330 mg
01 июля 2022 г.
Имя: IsiahTox
buy prescription drugs without doctor <a href=" https://withoutprescription.store/# ">buy cheap prescription drugs online</a>
02 июля 2022 г.
Имя: ThomasFague
cipro 500mg best prices <a href=" https://cipro.best/# ">ciprofloxacin</a>
https://diflucan.icu/# how to buy diflucan over the counter
<a href=https://cipro.best/#>cipro pharmacy</a> ciprofloxacin mail online
02 июля 2022 г.
Имя: JefferyLop
diflucan 150 mg price in india <a href=" https://diflucan.icu/# ">diflucan over the counter singapore</a>
1 2 3 4 5 6 7 »
Добавить комментарий
Имя*:

* — Поля, обязательные для заполнения
Отраслевые индексы
Отраслевые новости