Hi havia una vegada, el gas del forn de coc es considerava un subproducte en el procés d'elaboració de coc, així que sovint fins i tot s'alliberava a l'atmosfera (que és molt malbaratament!). Més tard, el gas es va utilitzar per escalfar els forns de coc, i avui ja es distribueix íntegrament als consumidors externs per a ús domèstic i altres necessitats. Com es produeix el gas de coc i quina és la seva composició? Aquest article tracta tots els aspectes del problema i ofereix exemples concrets de l'ús del gas.
Aspecte històric
La història del gas del forn de coc va començar a finals del segle XIX i principis del XX. Fins i tot llavors, s'utilitzava per il·luminació, calefacció i, en conseqüència, per cuinar i altres tasques domèstiques. En aquella època esclatà la revolució industrial i la urbanització. La producció de subproductes, quitrà de hulla i amoníac va començar a servir com a components més importants, és a dir, matèries primeres, en la fabricació de colorants de composició química i en el conjunt de la indústria química. Per tant, absolutament tots els tipus de colorantsLa naturalesa artificial es feia amb quitrà i gas de coc.
A més, el gas del forn de coc s'ha utilitzat àmpliament en forns per a la fabricació de productes industrials, en motors de gas i, per descomptat, com a matèria primera en la producció de productes químics.
Producció de gas del forn de coc
L'obtenció de gas del forn de coc es produeix simultàniament a la producció de coc a les plantes de coc per destil·lació en sec del carbó. És important tenir en compte que aquest procés ha de procedir necessàriament a una temperatura de 900-1200 graus. Com s'ha indicat anteriorment, en les etapes inicials de la generació, el gas es considerava un subproducte, de manera que sovint escapava a l'aire atmosfèric. Una mica més tard, els forns de coc es van començar a escalfar amb gas de coc. Així, el consum de gas per a necessitats personals ha experimentat una reducció important (gairebé fins al 60%), mentre que la resta de la quantitat pertanyia a altres categories de consumidors, per exemple, per als forns de calefacció en la producció metal·lúrgica, la temperatura dels quals és extremadament elevada, o per a les tasques de la llar. Avui, absolutament tot el gas pertany a consumidors externs. Per què? El fet és que el gas del forn de coc és molt alt en calories, la qual cosa significa que és possible utilitzar gas més barat per escalfar els forns. El GLP n'és un bon exemple. Per cert, es basa en una barreja de propà-butà.
Composició del gas del forn de coca
Com va resultar, d'una varietat de gasosd'origen artificial, el gas considerat a l'article i obtingut en el procés de cocització del carbó té una gran importància. Cal destacar que des d'un punt de vista pràctic, la seva composició pateix importants fluctuacions. Això depèn, per regla general, de la matèria primera que s'utilitza com a combustible, de la diferència de modes de funcionament, de l'estat físic dels forns de coc, etc. El seu poder calorífic es troba entre 15-19 MJ/m3. Si considerem els components d'aquest gas com a percentatge del volum, es forma la següent imatge:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- hidrocarburs insaturats: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
És important tenir en compte que el gas del forn de coc (fórmula: H2CH4NH3C2H4) té una densitat a una temperatura de zero graus de 0,45 a 0,50 kg / m3, la capacitat calorífica és igual a 1,35 kJ / (m3 K), i la temperatura, que acompanya el procés d'encesa, arriba als 600-650 graus.
Fórmula de la substància
Com es va comprovar anteriorment, la composició del gas del forn de coc inclou substàncies com l'hidrogen (H2), metà (CH4), amoníac (NH3) i etilè (C2H4). Com a exemple, seria apropiat donar la següent composició de gas purificat del forn de coc:
| Component | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Contingut, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
És important tenir en compte que la composició del gas considerat depèn estrictament del règim de temperatura del procés de cocització i de la seva durada. La qualitat del carbó que es processa també juga un paper important. Així, com més alt és el règim de temperatura del procés de cocització, més alt és el nivell de descomposició dels hidrocarburs i, per tant, més gran és el contingut d'hidrogen i monòxid de carboni del gas. En conseqüència, el contingut de diòxid de carboni, per contra, serà més baix.
Necessitat de neteja de gas de coc
Avui, el problema de la necessitat de netejar el gas del forn de coc és força agut, perquè aquesta composició afecta negativament l'aspecte ambiental de la vida. Així, la societat moderna s'esforça per millorar les tecnologies rellevants. La neteja dels gasos del forn de coc és necessària per a l'eficiència dels mecanismes de la planta, perquè el cianur d'hidrogen, el contingut del qual en el gas del forn de coc és bastant alt, és la principal causa de corrosió dels equips professionals. A més, l'amoníac s'allibera necessàriament durant la formació del gas del forn de coc. Aquesta substància té un efecte extremadament perjudicial no només en les canonades, sinó també en el medi ambient, perquè finalment hi arriba. El resultat de les operacions considerades és un alt nivell de pèrdua de productes d'origen químic per a una determinada planta, itambé un grau important d'emissió de gasos i residus d'origen líquid a l'atmosfera.
Procés de neteja de gas de coca
Com va resultar, la producció de gas del forn de coc comporta una sèrie de problemes, la qual cosa justifica plenament la necessitat de la seva depuració. Fins ara, el mètode més eficaç és la invenció descrita en aquest capítol, que s'utilitza àmpliament a la indústria del coc. En primer lloc, cal rentar el gas amb una solució de fosfat d'amoni en un absorbidor, que ha d'estar equipat amb safates. A continuació, el gas del forn de coc s'ha de tractar amb aquesta solució abans que entri a la zona de la safata de l'absorbidor. En aquest cas, el consum específic de la solució circulant hauria de ser d'1,0-1,2 l/m3 de gas, llavors la seva densitat serà igual a 1,195-1,210 kg/l. Aquest mètode de neteja de gas del forn de coc, com s'ha indicat anteriorment, s'utilitza sovint avui en dia a la indústria rellevant, perquè és el més eficaç.
Aplicació de gas de coca-cola
Avui en dia, el gas del forn de coc s'utilitza de manera molt àmplia i segura a la societat com a combustible a les plantes metal·lúrgiques, així com en les activitats econòmiques municipals i com a matèria primera per a la producció. Com va resultar, l'hidrogen s'emet del gas del forn de coc, que és simplement necessari per a la síntesi d'amoníac mitjançant un mètode conegut de condensació que funciona sota un règim de baixa temperatura. Com a resultat d'aixòDurant l'operació, es forma una fracció que serveix com a matèria primera d' alta qualitat per a diversos tipus de síntesis. Cal tenir en compte que la barreja de sulfur d'hidrogen en el gas del forn de coc és absolutament indesitjable en qualsevol cas (tant quan el gas del forn de coc s'utilitza com a combustible com quan serveix com a matèria primera per a la producció de productes químics). Per això és tan necessari el procés de neteja, que es va tractar a fons al capítol anterior.
Propietats del gas
En conclusió, seria apropiat tenir en compte les propietats físiques del gas del forn de coc. Així, el seu poder calorífic és de 3600 a 3700 kcal / m3, la gravetat específica en la composició de la substància varia de 0,45 a 0,46 kg / m3 (que és gairebé tres vegades més lleuger que l'aire), el règim màxim de temperatura de la seva combustió és igual a 2060 graus, i el procés en si va acompanyat d'una flama vermella.
És important tenir en compte que el gas en qüestió és explosiu quan es combina amb aire. A més, el límit d'explosivitat inferior en volum és del 6 per cent de gas (la resta és aire), mentre que el nivell d'explosiu superior arriba al 32 per cent de gas (la resta és aire). La temperatura d'ignició és igual a 550 graus, i per cremar 1 metre cúbic de gas, es necessiten aproximadament 5 metres cúbics d'aire. El gas del forn de coc no està dotat de color i sabor, però té una olor àcida de naftalè, ous podrits, que es pot explicar pel contingut de sulfur d'hidrogen en la seva composició.
