ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полукоксование и энерготехнологическая переработка углей из "Химия и переработка угля" В отличие от высокотемпературного коксования углей главной целью при осуществлении низкотемпературных процессов термической переработки углей является приготовление облагороженного реакционноспособного твердого остатка при высокой степени использования химического потенциала угля. [c.166] Энерготехнологические процессы переработки твердых топлив предполагают комбинирование технологических процессов термической переработки топлив с энергетическими процессами. Простейшие схемы энерготехнологической переработки включают полукоксование угля с выделением газа и смолы и использование горячего полукокса в качестве топлива для парогенератора (рис. 5.14). [c.167] Сырьем для низкотемпературной термической переработки могут быть самые разнообразные каменные и бурые угли, а также сланцы. При этом сланцы представляют особый интерес из-за большей, по сравнению с углями, степени превращения их органической массы в смолу и газ (до 75—80% против максимального 35—40% у углей). [c.167] Способ подвода тепла к подвергающемуся термическому разложению топливу может быть самым разнообразным. Возможны варианты печей с внешним (через стенку) и внутренним обогревом. В последнем случае может использоваться как газовый теплоноситель (дымовые газы), так и твердый или жидкий (расплавленные металл или соли) теплоноситель. Системы с внутренним обогревом выгодно отличаются от систем с внешним обогревом простотой конструкции, меньшим расходом огнеупоров и интенсивностью теплообменного и массообменного процессов. В то же время применение внутреннего газового обогрева приводит к существенному разбавлению летучих продуктов термической переработки и снижению качества получаемого полукоксового газа. [c.167] Скорость нагревания при низкотемпературной переработке, а также гранулометрический состав исходного угля могут изменяться в широких пределах в зависимости от конструктивного оформления аппарата. Так, в некоторых конструкциях переработке подвергается крупнокусковой, специально отсортированный уголь или сланец. Но используются и аппараты для переработки мелкозернистого (менее 15 мм) или пылевидного угля (крупность до 0,5 мм). [c.167] Выход продуктов полукоксования в большой степени зависит от природы исходного топлива (табл. 5.5). Из таблицы видно, что с повышением степени метаморфизма топлива закономерно увеличивается выход полукокса, что приводит к понижению выхода первичного газа, смолы и особенно пирогене-тической воды. Последний, естественно, находится в прямой зависимости от содержания кислорода в твердом горючем ископаемом. [c.168] Теплота сгорания, МДж/м при норм, уел. [c.169] Существенно различается и состав первичных газов, получаемых при полукоксовании различных твердых топлив (табл. 5.7). [c.169] Влияние природы исходного сырья особенно ощутимо при высоком содержании диоксида углерода в газах, полученных из торфа и бурого угля. [c.169] Выход и состав углеводородов, абсорбируемых из газа полукоксования, заметно отличается от выхода и состава тяжелого бензола. Количество этого, так называемого газового, бензина 0,4—0,6% (масс.) от угля, содержание в нем ароматических углеводородов 30—40% против 85—90% в сыром бензоле. Однако содержание непредельных углеводородов достигает 40—60% (в сыром бензоле до 10—157о). [c.169] Разработка конструкций аппаратов для полукоксования и среднетемпературного коксования началось в 30-е годы XIX в., продолжалась до середины 40-х годов XX в., затем на 15— 20 лет практически приостановилась и вновь на новом уровне продолжается уже в течение последних десятилетий. [c.169] Одной из старых конструкций были различные вертикальные и наклонные металлические камеры (реторты) с внутренним и внещним обогревом, а также туннельные и камерные печи. Сравнительно невысокая производительность, значительное снижение (по сравнению с лабораторным) выхода смолы, малая надежность привели к отказу от этих конструкций. [c.169] Достаточно высокопроизводительными агрегатами полукоксования являются слоевые газогенераторы. При переработке в них угля на стадии подготовки происходит пиролиз угля и образование всего набора продуктов полукоксования. Поэтому переработка газогенераторных смол и сточных вод не отличается от обычной переработки продуктов полукоксования. [c.169] В настоящее время в СССР эти печи используются для среднетемпературного коксования черемховских углей. [c.171] При этом получают в расчете на исходный уголь 65,4% среднетемпературного кокса, около 8,77о мазута, а также 6— 8 МДж/м отопительного газа и смесь фенолов [38]. В печах образуется кокс со значительным содержанием смолы такие печи отличаются невысокой производительностью (до 240 т/сут). Низкая производительность этих и им подобных конструкций привела к разработке ряда более компактных и производительных установок. Наибольшие успехи были достигнуты при создании агрегатов большой единичной мощности для переработки сланцев [39—43, 45, 46]. [c.171] Большие работы были проведены Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН) по созданию энерготехнологических схем переработки углей и сланцев. Основным направлением разработки было приготовление жидких продуктов, кокса и получение энергии из канско-ачинских углей и прибалтийских сланцев. Наибольшее внимание в разработках ЭНИН было уделено схеме, представленной на рис. 5.16 и называемой часто схемой с комбинированным теплоносителем [13]. [c.171] Метод термоконтактного коксования угля (ТККУ) разработан ЭНИН совместно с Восточным углехимическим институтом. По этому методу используется мелкозернистый уголь и процесс проводится в кипящем слое твердого теплоносителя — нагретого до 650—700°С полукокса (температура пиролиза соответственно 520—570 С). Технологическая схема процесса ТККУ представлена на рис. 5.17. Циркуляция полукокса между реактором и коксонагревателем осуществляется самотеком в псев-доожиженном слое за счет разности гидростатического давления в подающем и отводящем трубопроводах. [c.172] Парогазовая смесь после отделения от пыли в циклонах и от высококипящих компонентов смолы в теплообменнике-ад-сорбере направляется на конденсацию. Товарным продуктом является мелкозернистый (1—3 мм) полукокс, представляющий интерес как углеродистый сорбент. При активации он может быть превращен в высококачественный активный уголь. [c.172] Оба процесса отработаны на крупных опытных установках производительностью по углю 5—7 т/ч. [c.172] Серьезным недостатком обоих процессов, особенно ЭТХ, является большой вынос пыли с парогазовой смесью. [c.172] Вернуться к основной статье