Технологічна схема виготовлення коксу

Суть процесу коксування

Коксуванням називають перетворення природного палива, головним чином кам'яного вугілля, на кокс (нім. - тверда, міцна пориста маса) та іншу цінну продукцію нагріванням у печах за високих температур без доступу повітря.

Кокс являє собою міцні, шпаруваті шматки різних розмірів і має сірий колір (від блискучого сріблистого до матового темно-сірого). Питома теплота згоряння коксу близько 30000 кДж/кг. Основна маса коксу використовується для виплавки чавуну. В залежності від способу плавки його називають домновим або ливарним.

Кращою сировиною для одержання коксу є коксівне вугілля, запаси яких дуже обмежені. Змішуючи різні сорти вугілля, близькі за властивостями до коксових, складають шихту.

Розрізняють два основні способи коксування вугілля: періодичний і безперервний. Процес коксування проходить в коксовій печі.

 

Збагачення коксівного вугілля

Якість коксу залежить від вмісту у вугіллі бітумів. Завдяки бітумам маса вугілля спочатку стає пластичною, а потім пористою. Вміст у вугіллі мінеральних домішок погіршує якість коксу. Вони в процесі згоряння утворюють жужелицю, що зменшує міцність коксу.

Тому вугілля перед коксуванням збагачують.

Збагаченням називають очищення сировини від речовин, непотрібних для отримання запланованої продукції.

Для виведення мінеральних домішок в шихту додають флюси.

Флюсами називаються спеціальні речовини, що служать для вилучення з шихти залишків породи, попелу, жужелиці та частково сірки.

Найбільш шкідливою домішкою у вугіллі є сірка, оскільки частина її залишається в коксі, а частина виноситься разом із коксовим газом. Тому вугілля, яке містить велику кількість сірки, збагачують флотаційним способом, що зменшує вміст сірки на (15.. 20)%.

 

Технологічна схема виготовлення коксу

Незалежно від способу одержання коксу технологічна система коксування вугілля містить такі основні елементи.

Елемент 1. Нагрівання шихти.

Вугілля прогрівається від 100°С до 200°С. При цьому випаровується вода та виходять гази ССЬ і СН₄.

Елемент 2. Розклад органічних речовин.

У разі подальшого нагрівання до 350°С починають розкладатись органічні речовини з виділенням СО, Н 2 О та інших сполук.

Елемент 3. Утворення напівкоксу.

Подальше підвищення температури до 600°С спричинює перехід вугільної маси у пластичний стан і виділення кам'яновугільної смоли. Утворена пластична маса називається напівкокс.

Елемент 4. Утворення коксу.

У межах температур 600-1100°С напівкокс перетворюється на кокс. При цьому вугілля витримують у печі без доступу повітря (14... 17) годин доти, доки воно не спечеться в суцільну масу, яка називається "коксовим тістечком ". Леткі продукти коксування по газопроводу відводяться для по дальшої переробки.

Елемент 5. Виймання коксу.

Готовий кокс виймають з дверей камер коксовиштовхувачем і вивантажують його у тушильний вагон. Потім вагон із гарячим коксом відвозять на спеціальну ділянку, де гасять водою чи інертними газами.

Елемент б. Випікання парогазової суміші.

Леткі продукти коксування, що містяться в коксовому газі, залишають пекти при (1700..800) °С у вигляді парогазової суміші, з якої при послідовному охолодженні виділяється кам'яновугільна смола, надсмольна вода, сирий бензол і гази (аміак, сірководень).

Елемент 7. Сортування коксу.

Охолоджений кокс сортують за розмірами. Металургійним коксом є куски розміром 25-40 мм.

 

Залежно від способу коксування змінюються елементи технічної системи та вміст первинноїта заключної стадій технологічної системи.

При періодичному способі коксування вугілля проводять у печах-камерах, які працюють періодично. Вугілля нагрівають до температури 1400°С протягом 14-16 год. За цей час утворюється кокс.

При безперервному способі коксуванняпроводять у стовбурних печах. Шихту попередньо підігрівають у печах до температури 400°С. За цієї температури шихта розм'якшується. Потім із цієї шихти на спеціальній машині формують брикети розміром 60*60*70 мм³. Отримані брикети завантажують до стовбурної печі, у середній частині якої найвища температура, тут і відбувається коксування. У верхній частині печі брикети нагріваються, а в нижній - охолоджуються.

У разі безперервного способу отримання коксу час коксування скорочується до 3 год.