Er was eens cokesovengas beschouwd als een bijproduct bij het maken van cokes, zo vaak kwam het zelfs in de atmosfeer terecht (wat erg zonde is!). Later werd gas gebruikt om cokesovens te verwarmen en tegenwoordig wordt het al volledig gedistribueerd naar externe consumenten voor huishoudelijk gebruik en andere behoeften. Hoe wordt cokesgas geproduceerd en wat is de samenstelling ervan? Dit artikel bespreekt alle aspecten van het probleem en geeft specifieke voorbeelden van het gebruik van gas.
Historisch aspect
De geschiedenis van cokesovengas begon eind 19e - begin 20e eeuw. Zelfs toen werd het gebruikt voor verlichting, verwarming en dus voor koken en andere huishoudelijke taken. In die tijd brak de industriële revolutie en verstedelijking uit. De productie van bijproducten, koolteer en ammoniak begon te dienen als de belangrijkste componenten, namelijk grondstoffen, bij de vervaardiging van kleurstoffen met een chemische samenstelling en in de chemische industrie als geheel. Dus absoluut alle soorten kleurstoffenkunstmatige natuur werden gemaakt van teer en cokesovengas.
Bovendien wordt cokesovengas veel gebruikt in ovens voor de vervaardiging van industriële producten, in gasgestookte motoren en natuurlijk als grondstof bij de productie van chemische producten.
Productie van cokesovengas
Het verkrijgen van cokesovengas vindt gelijktijdig plaats met de productie van cokes in cokesfabrieken door droge destillatie van kolen. Het is belangrijk op te merken dat dit proces noodzakelijkerwijs moet plaatsvinden bij een temperatuur van 900-1200 graden. Zoals hierboven opgemerkt, werd gas in de beginfasen van de productie als een bijproduct beschouwd, dus ontsnapte het vaak in de atmosferische lucht. Even later begonnen cokesovens te worden verwarmd met cokesovengas. Zo is het gasverbruik voor persoonlijke behoeften aanzienlijk gedaald (bijna 60%), terwijl de rest van het bedrag toebehoorde aan andere categorieën consumenten, bijvoorbeeld voor het verwarmen van ovens in de metallurgische productie, waarvan de temperatuur extreem hoog is, of voor huishoudelijke taken. Tegenwoordig is absoluut al het gas van externe consumenten. Waarom? Cokesovengas is namelijk erg calorierijk, waardoor het mogelijk is om goedkoper gas te gebruiken voor het verwarmen van ovens. LPG is daar een goed voorbeeld van. Het is trouwens gebaseerd op een propaan-butaanmengsel.
Cokesovengassamenstelling
Zoals later bleek, uit verschillende gassenvan kunstmatige oorsprong, het gas dat in het artikel wordt beschouwd en dat wordt verkregen tijdens het proces van cokeskolen, is van groot belang. Opgemerkt moet worden dat vanuit praktisch oogpunt de samenstelling ervan aanzienlijke schommelingen ondergaat. Dit hangt in de regel af van de grondstof die als brandstof wordt gebruikt, van het verschil in werking, van de fysieke toestand van de cokesovens, enzovoort. De calorische waarde ligt binnen 15-19 MJ/m3. Als we de componenten van dit gas als percentage van het volume beschouwen, dan ontstaat het volgende beeld:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- onverzadigde koolwaterstoffen: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Het is belangrijk op te merken dat cokesovengas (formule: H2CH4NH3C2H4) een dichtheid heeft bij een temperatuur van nul graden van 0,45 tot 0,50 kg / m3, de warmtecapaciteit is gelijk aan 1,35 kJ / (m3 K), en de temperatuur, die het ontstekingsproces vergezelt, bereikt 600-650 graden.
Stofformule
Zoals hierboven bleek, bevat de samenstelling van cokesovengas stoffen als waterstof (H2), methaan (CH4), ammoniak (NH3) en ethyleen (C2H4). Als voorbeeld zou het passend zijn om de volgende samenstelling van gezuiverd cokesovengas te geven:
| Onderdeel | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Inhoud, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Het is belangrijk op te merken dat de samenstelling van het betreffende gas strikt afhankelijk is van het temperatuurregime van het verkooksingsproces en de duur ervan. Ook de kwaliteit van de verwerkte kolen speelt een grote rol. Dus hoe hoger het temperatuurregime van het verkooksingsproces, hoe hoger het niveau van ontleding van koolwaterstoffen en dus hoe hoger het geh alte aan waterstof en koolmonoxide in het gas. Dienovereenkomstig zal het geh alte aan koolstofdioxide daarentegen lager zijn.
Behoefte aan cokesgasreiniging
Tegenwoordig is het probleem van de noodzaak om cokesovengas te reinigen behoorlijk acuut, omdat deze samenstelling het milieuaspect van het leven nadelig beïnvloedt. Zo streeft de moderne samenleving ernaar om de relevante technologieën te verbeteren. Reiniging van cokesovengassen is noodzakelijk voor de efficiëntie van fabrieksmechanismen, omdat waterstofcyanide, waarvan het geh alte in cokesovengas vrij hoog is, de belangrijkste oorzaak is van corrosie van professionele apparatuur. Bovendien komt ammoniak noodzakelijkerwijs vrij bij de vorming van cokesovengas. Deze stof heeft niet alleen een zeer schadelijk effect op leidingen, maar ook op het milieu, omdat het daar uiteindelijk terechtkomt. Het resultaat van de overwogen operaties is een hoog verlies van producten van chemische oorsprong voor een bepaalde fabriek, enook een aanzienlijke mate van uitstoot van gassen en afval van vloeibare oorsprong in de atmosfeer.
Cokesgasreinigingsproces
Het bleek dat de productie van cokesovengas een aantal problemen met zich meebrengt, wat de noodzaak van zuivering volledig rechtvaardigt. De meest effectieve methode tot nu toe is de in dit hoofdstuk beschreven uitvinding, die veel wordt gebruikt in de cokesindustrie. Allereerst is het noodzakelijk om het gas te spoelen met een ammoniumfosfaatoplossing in een absorber, die moet zijn uitgerust met trays. Vervolgens moet het cokesovengas met deze oplossing worden behandeld voordat het in het bakgebied van de absorber komt. In dit geval moet het specifieke verbruik van de circulerende oplossing 1,0-1,2 l/m3 gas zijn, dan is de dichtheid gelijk aan 1,195-1,210 kg/l. Deze methode voor het reinigen van cokesovengas, zoals hierboven vermeld, wordt tegenwoordig vaak gebruikt in de relevante industrie, omdat dit het meest effectief is.
Cokesovengastoepassing
Tegenwoordig wordt cokesovengas op grote schaal en veilig gebruikt in de samenleving als brandstof in metallurgische fabrieken, maar ook in gemeentelijke economische activiteiten en als grondstof voor productie. Het bleek dat uit cokesovengas waterstof wordt uitgestoten, wat eenvoudigweg nodig is voor de synthese van ammoniak door middel van een bekende condensatiemethode die werkt onder de voorwaarde van een laag temperatuurregime. Als een resultaat hiervanTijdens de operatie wordt een fractie gevormd die dient als hoogwaardige grondstof voor verschillende soorten syntheses. Opgemerkt moet worden dat het bijmengen van waterstofsulfide in cokesovengas in ieder geval absoluut ongewenst is (zowel wanneer cokesovengas als brandstof wordt gebruikt als wanneer het dient als grondstof voor de productie van chemische producten). Daarom is het reinigingsproces, dat in het vorige hoofdstuk uitvoerig is besproken, zo noodzakelijk.
Gaseigenschappen
Concluderend zou het passend zijn om de fysieke eigenschappen van cokesovengas in overweging te nemen. Het calorische vermogen is dus van 3600 tot 3700 kcal / m3, het soortelijk gewicht in de samenstelling van de stof varieert van 0,45 tot 0,46 kg / m3 (wat bijna drie keer lichter is dan lucht), het maximale temperatuurregime van de verbranding is gelijk aan 2060 graden, en het proces zelf gaat gepaard met een rode vlam.
Het is belangrijk op te merken dat het betreffende gas explosief is in combinatie met lucht. Bovendien is de onderste explosiegrens per volume 6 procent gas (de rest is lucht), terwijl het bovenste explosieniveau 32 procent gas bereikt (de rest is lucht). De ontstekingstemperatuur is gelijk aan 550 graden en om 1 kubieke meter gas te verbranden is ongeveer 5 kubieke meter lucht nodig. Cokesovengas is niet begiftigd met kleur en smaak, maar het heeft een scherpe geur van naftaleen, rotte eieren, wat kan worden verklaard door het geh alte aan waterstofsulfide in zijn samenstelling.
