Коксовый газ

Одним из наиболее эффективных видов газообразного топлива является коксовый газ. Изначально коксовый газ считался побочным продуктом, который при производстве кокса выбрасывался в атмосферу.

Позже коксохимические заводы стали использовать его в целях обеспечения работы оборудования, а в настоящий момент коксовый газ применяется как топливо в различных областях промышленности и бытовом газоснабжении.

Производство коксового газа

Коксовый газ – продукт термического разложения молекул угля, получают его одновременно с коксом при перегонке угля в камерных печах. Данный процесс осуществляется при температуре 900-1200 С. При этом количество произведенного газа напрямую зависит от установленной температуры и продолжительности цикла. При высокотемпературной переработке, продолжительностью 13-14 часов, в зависимости от исходных особенностей угля, производится примерно 74-78 % твердого кокса, 15-18 % газа.

Получение и применение коксового газа

Основным потребителем коксового газа является металлургия, преимущественное большинство коксохимических заводов расположено на металлургических предприятиях или вблизи них. В данной отрасли 50-60% от всего поставляемого объема задействовано в мартеновских цехах.

Применяется данное топливо также в керамической и стекольной отрасли. Используется в виде топлива для паровых котлов и на предприятиях нарезки металла. Во многих городах России коксовый газ используется в городском газоснабжении.

Широкое распространение коксовый газ получил в виде транспортного топлива для автомобилей и железнодорожного транспорта.

Состав и свойства коксового газа

Состав и свойства коксового газа могут незначительно отличаться в зависимости от условий коксования и качества исходного материала.

Примерный состав:

• водород Н2 – 50-60%;
• метан СН4  – 20-30%;
• оксид углерода СО – 5-7 %;
• диоксид углерода СО2 – 2-3 %;
• азот N2  – 2 - 3,5 %.

Свойства:

• плотность при температуре 0 °C и атмосферном давлении 760 мм.рт ст.: 0,45 - 0,50 кг/м3;
• теплоемкость: 1,35 кДж;
• теплота сгорания: 17,5 мДж/м3;
• температура воспламенения: 600 – 650 °C.

Коксовый газ токсичное и взрывоопасное вещество. Концентрация взрывоопасных веществ от 6 до 30 %.

Очистка от коксового газа

Коксовальный газ, выводимый из печей (прямой газ), непригоден к использованию. После производства, газ поставляется на химический завод, где подлежит очистке  и улавливанию продуктов сухой перегонки угля и влаги.

Прямой коксовый газ до улавливания содержит примерно 300-500г/нм3 водяных паров, 100-125г/нм3 смолы, 30-40г/нм3 бензольных углеводородов, 7-1 г/нм3 аммиака, 5-20г/нм3 сероводорода и частичные вкрапления сероуглерода, окислы азота, циана.

От излишней влаги и некоторой доли смолы коксовый газ очищается путем конденсации или вымораживания. Остатки смолы осаживаются на электрофильтрах.

Бензол поглощается каменноугольным или соляровым маслом. Аммиак и сера улавливаются из газа для дальнейшей переработки в лекарственные препараты.

Улавливание остальных примесей в первую очередь обусловлено сохранением оборудования и газопроводов, так как излишнее содержание данных веществ может стать причиной выхода оборудования из строя, забивания труб и гидравлических ударов.

Горение и сжигание коксового газа

Коксовый газ обладает высокой теплотворной способностью, характеризующейся в 14-18 МДж/м3, что делает его наиболее эффективным газообразным топливом.

Объемная доля горючих компонентов в составе газа составляет 93%, что обусловливает высокие показатели КПД.

Преимущества использование коксового газа в виде топлива:

• сгорание топлива без остатков;
• не требует  использования тяговых устройств;
• простой контроль и регулировка процессов;
• легкий запуск и остановка процессов.

Нагнетатели коксового газа

Нагнетатели коксового газа используются для преодоления сопротивления аппаратуры при подаче газа от коксовых печей для его дальнейшей обработки и транспортировки.

Бывает два вида нагнетателей:

• с электроприводами;
• с паровым турбопроводом.

Чаще всего коксохимические предприятия оснащены нагнетателями с электроприводами в целях экономии ресурсов, однако, паровые нагнетатели имеют более совершенную систему отсасывания.

Газопровод коксового газа

Использование газа в различных отраслях требует его бесперебойной поставки, поэтому система газопровода полностью автоматизирована и оснащена газгольдерами, которые поддерживают необходимое давление и распределяют газ по сети с учетом потребности.

Газгольдеры делятся на два вида: низкого давления (используются для подачи переменного объема) и высокого давления (обеспечивают постоянный объем подаваемого газа).

Опасные производственные отходы
Производственные отходы
Утилизации отходов на предприятии