Koksausuunikaasua pidettiin kerran sivutuotteena koksin valmistuksessa, joten usein sitä päästettiin jopa ilmakehään (mikä on erittäin tuhlausta!). Myöhemmin kaasua käytettiin koksiuunien lämmitykseen, ja nykyään se on jo täysin jaettu ulkopuolisille kuluttajille kotikäyttöön ja muihin tarpeisiin. Miten koksikaasua tuotetaan ja mikä on sen koostumus? Tässä artikkelissa käsitellään kaikkia ongelman näkökohtia ja annetaan konkreettisia esimerkkejä kaasun käytöstä.
Historiallinen puoli
Koksiuunikaasun historia alkoi 1800-luvun lopulla - 1900-luvun alussa. Silloinkin sitä käytettiin valaistukseen, lämmitykseen ja vastaavasti ruoanlaittoon ja muihin kotitöihin. Tuolloin puhkesi teollinen vallankumous ja kaupungistuminen. Sivutuotteiden, kivihiilitervan ja ammoniakin tuotanto alkoi toimia tärkeimpinä komponentteina, nimittäin raaka-aineina, kemiallisen koostumuksen omaavien väriaineiden valmistuksessa ja koko kemianteollisuudessa. Siten ehdottomasti kaikentyyppisiä väriaineitakeinotekoinen luonto tehtiin tervasta ja koksiuunikaasusta.
Lisäksi koksiuunikaasua on käytetty laaj alti teollisuustuotteiden valmistuksen uuneissa, kaasukäyttöisissä moottoreissa ja tietysti raaka-aineena kemiallisten tuotteiden valmistuksessa.
Koksiuunikaasun tuotanto
Koksiuunikaasun saanti tapahtuu samanaikaisesti koksin tuotannon kanssa koksaamoissa kivihiilen kuivatislauksella. On tärkeää huomata, että tämän prosessin on välttämättä edetä lämpötilassa 900-1200 astetta. Kuten edellä todettiin, kaasua pidettiin tuotannon alkuvaiheessa sivutuotteena, joten se pääsi usein ilmakehän ilmaan. Hieman myöhemmin koksiuuneja alettiin lämmittää koksiuunikaasulla. Näin ollen kaasun kulutus henkilökohtaisiin tarpeisiin on vähentynyt merkittävästi (lähes 60 %), kun taas loput määrästä kuuluivat muille kuluttajaryhmille, esimerkiksi metallurgisen tuotannon uuneihin, joiden lämpötila on erittäin korkea, tai kotitöihin. Nykyään ehdottomasti kaikki kaasu kuuluu ulkopuolisille kuluttajille. Miksi? Tosiasia on, että koksiuunikaasu on erittäin kaloririkas, mikä tarkoittaa, että uunien lämmittämiseen on mahdollista käyttää halvempaa kaasua. LPG on tästä hyvä esimerkki. Se muuten perustuu propaani-butaaniseokseen.
Koksiuunin kaasun koostumus
Kuten kävi ilmi, useista kaasuistaKeinotekoista alkuperää olevalla kaasulla, jota artikkelissa tarkastellaan ja joka saadaan kivihiilen koksausprosessissa, on suuri merkitys. On huomattava, että käytännön näkökulmasta sen koostumus vaihtelee merkittävästi. Tämä riippuu pääsääntöisesti polttoaineena käytettävästä raaka-aineesta, toimintatapojen eroista, koksiuunien fyysisestä kunnosta ja niin edelleen. Sen lämpöarvo on 15-19 MJ/m3. Jos tarkastelemme tämän kaasun komponentteja prosentteina tilavuudesta, muodostuu seuraava kuva:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- tyydyttymättömät hiilivedyt: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
On tärkeää huomata, että koksiuunikaasun (kaava: H2CH4NH3C2H4) tiheys nollan lämpötilassa on 0,45 - 0,50 kg / m3, lämpökapasiteetti on 1,35 kJ / (m3 K), ja sytytysprosessin mukana tuleva lämpötila saavuttaa 600-650 astetta.
Ainekaava
Kuten edellä kävi ilmi, koksiuunikaasun koostumus sisältää sellaisia aineita kuin vety (H2), metaani (CH4), ammoniakki (NH3) ja eteeni (C2H4). Esimerkkinä olisi asianmukaista antaa seuraava puhdistetun koksiuunikaasun koostumus:
| Komponentti | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Sisältö, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
On tärkeää huomata, että tarkasteltavana olevan kaasun koostumus on tiukasti riippuvainen koksausprosessin lämpötilasta ja sen kestosta. Myös käsiteltävän hiilen laadulla on suuri merkitys. Siten mitä korkeampi koksausprosessin lämpötila on, sitä korkeampi on hiilivetyjen hajoamistaso ja siten korkeampi vedyn ja hiilimonoksidin pitoisuus kaasussa. Vastaavasti hiilidioksidipitoisuus päinvastoin on pienempi.
Koksikaasupuhdistuksen tarve
Nykyään koksiuunikaasun puhdistustarve on varsin akuutti, koska tämä koostumus vaikuttaa haitallisesti elämän ympäristönäkökohtiin. Siten moderni yhteiskunta pyrkii parantamaan asiaankuuluvaa teknologiaa. Koksauskaasujen puhdistaminen on välttämätöntä laitoksen mekanismien tehokkuuden kann alta, koska syaanivety, jonka pitoisuus koksikaasussa on melko korkea, on pääasiallinen ammattilaitteiden korroosion aiheuttaja. Lisäksi koksiuunikaasun muodostumisen aikana vapautuu välttämättä ammoniakkia. Tällä aineella on erittäin haitallinen vaikutus putkistojen lisäksi myös ympäristöön, koska se lopulta päätyy sinne. Tarkasteltujen toimenpiteiden tuloksena on korkea kemiallisen alkuperän tuotteiden hävikki tietylle laitokselle jamyös huomattava määrä kaasujen ja nestemäistä alkuperää olevien jätteiden päästöjä ilmakehään.
Koksikaasun puhdistusprosessi
Kuten kävi ilmi, koksiuunikaasun tuotantoon liittyy useita ongelmia, mikä oikeuttaa täysin sen puhdistamisen tarpeen. Tähän mennessä tehokkain menetelmä on tässä luvussa kuvattu keksintö, jota käytetään laajasti koksiteollisuudessa. Ensinnäkin kaasu on huuhdeltava ammoniumfosfaattiliuoksella absorboijassa, joka on varustettava tarjottimilla. Seuraavaksi koksiuunikaasu tulee käsitellä tällä liuoksella ennen kuin se tulee absorboijan tarjotinalueelle. Tässä tapauksessa kiertoliuoksen ominaiskulutuksen tulee olla 1,0-1,2 l/m3 kaasua, jolloin sen tiheys on 1,195-1,210 kg/l. Tätä koksiuunikaasun puhdistusmenetelmää, kuten edellä mainittiin, käytetään nykyään usein kyseisellä teollisuudella, koska se on tehokkain.
Koksiuunin kaasusovellus
Koksiuunikaasua käytetään nykyään erittäin laajasti ja turvallisesti yhteiskunnassa metallurgisten laitosten polttoaineena sekä kunnallisessa taloudellisessa toiminnassa ja tuotannon raaka-aineena. Kuten kävi ilmi, koksiuunikaasusta vapautuu vetyä, mikä on yksinkertaisesti välttämätöntä ammoniakin synteesiä varten tunnetun kondensaatiomenetelmän avulla, joka toimii matalan lämpötilan olosuhteissa. Tämän seurauksenaToimenpiteen aikana muodostuu jae, joka toimii laadukkaana raaka-aineena erilaisille synteeseille. On huomattava, että rikkivedyn lisääminen koksikaasuun ei ole missään tapauksessa toivottavaa (sekä koksikaasua käytettäessä polttoaineena että kemiallisten tuotteiden valmistuksen raaka-aineena). Tästä syystä puhdistusprosessi, jota käsiteltiin perusteellisesti edellisessä luvussa, on niin tarpeellinen.
Kaasukiinteistöt
Johtopäätöksenä olisi aiheellista tarkastella koksiuunikaasun fysikaalisia ominaisuuksia. Siten sen lämpöteho on 3600 - 3700 kcal / m3, ominaispaino aineen koostumuksessa vaihtelee välillä 0,45 - 0,46 kg / m3 (joka on lähes kolme kertaa kevyempi kuin ilma), sen palamisen maksimilämpötila on vastaa 2060 astetta, ja itse prosessiin liittyy punainen liekki.
On tärkeää huomata, että kyseinen kaasu on räjähtävää ilman kanssa yhdistettynä. Lisäksi alempi räjähdysraja tilavuudesta on 6 prosenttia kaasua (loput on ilmaa), kun taas ylempi räjähdysraja saavuttaa 32 prosenttia kaasua (loppu on ilmaa). Syttymislämpötila on 550 astetta ja 1 kuutiometrin kaasun polttamiseen tarvitaan noin 5 kuutiometriä ilmaa. Koksiuunikaasulla ei ole väriä ja makua, mutta siinä on naftaleenin, mätämunien hapokas haju, mikä selittyy sen koostumuksen rikkivetypitoisuudella.
