ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование высокосернистого нефтяного кокса в химической технологии из "Нефтяной углерод" Поскольку чистый углерод имеет небольшое эффективное сечение захвата нейтронов (3,5 Мбарн), его используют в атомных реакторах в качестве замедлителя нейтронов (ядерный графит) [24]. По данным отечественных и зарубежных исследователей [24, 156, 161], ядерный графит должен иметь плотност . 1650—1750 кг/м , эффективное сечение, характеризующее способность захватывать электроны, не более 4 Мбарн и низкую степень коррозии при взаимодеЛ-ствии с СОг. Особо высокие требования предъявляют к чистоте ядерного графита. Наиболее вредными примесями являются бор, ванадий, редкоземельные элементы и др. Эти примеси определялись в указанных выше работах специальными методами фотоколориметрии или пламенной спектрометрии. [c.103] Содержание бора — основного загрязнителя ядерного графита— не должно превышать 0,1 млн . При большем его содержании, а также при наличии других элементов эффективное сечение захвата ядерного графита увеличивается [156]. Так, превышение допустимого содержаиия бора только на 10% [164] приводит к потере 1500 нейтронов на каждые 100 тысяч в случае применения реактора типа G= или к увеличению количества урана, необходимого для получения критической массы, до 8 т. [c.103] Поскольку во всех странах уделяется большое внимание развитию атомной энергетики, в ближайшее десятилетие следует ол идать быстрого увеличения темпов строительства атомных реакторов, для футеровки каждого из которых требуется около 1500—2000 т графита [152]. Это, в свою очередь, потребует расширения производства специальных сортов нефтяного кокса и связующих веществ, удовлетворяющих условиям работы атомных реакторов. [c.103] С целью улучшения физико-механических свойств углеграфитовых материалов, используемых для изготовления машин, аппаратов и их деталей, работающих в агрессивных средах, эти материалы пропитывают кислото- и щелочестойкими веществами. [c.103] При конструировании теплообменной аппаратуры из углеграфитовых материалов необходимо учитывать следующее направление теплового потока должно совпадать с направление больших осей кристаллов графита не допускается большая длина изделия (трубы, штуцера) вследствие хрупкости графита. [c.103] При охлаждении в теплообменной аппаратуре горячей воды холодной коэффициент теплоотдачи от горячей поверхности к углеграфитовому материалу имеет тот же порядок величин, что и ог его внутренней поверхности к холодной воде — 520— 1400 Вт/(м -К). При использовании в качестве теплоносителя водяного пара коэффициент теплоотдачи от пара к углеграфитовой стенке в несколько раз больше, чем в предыдущем случае, и составляет (в зависимости от скорости пара) 2800—10500 Вт/(м--К). Высокие значения коэффициента теплоотдачи от теплоносителей к стенке углеграфита и его теплопроводности обеспечивают коэффициенты теплопередачи в углеграфитовых теплообменниках от 1400 до 11700 Вт/(м2.К). [c.104] Высокопрочные УНС в виде брикетов, полученных на основе сернистого и высокосернистого нефтяного наполнителя и связующего применяют в основном в металлургии в качестве восстановителя н сульфидизатора. [c.104] Благодаря высокому сродству углерода к кислороду нефтяные коксы и иефтекоксобрикеты являются активными восстановителями, а ирн содержании серы 2—8%—восстановителями и сульфи-дизаторами (ВОС), используемыми в ряде химических процессов. [c.104] Нефтяные малосернистые коксы и брикеты из нефтяного кокса можно использовать для получения карбидов (кальция, кремния, бора и др.) и ферросплавов, широко применяемых для получения ацетилена, в абразивной промышленности, при изготовлении полупроводников, раскислителей, для улучшения свойств сталей и др. Большее внимание в этой работе уделяется применению в качестве ВОС сернистых и высокосернистых нефтяных коксов и иефте-коксобрикетов. [c.104] В ряде технологических процессов в металлургической промышленности промежуточным или готовым продуктом являются сульфиды металлов. Сульфидирование металлов и их окислов широко применяют в пирометаллургических процессах, протекающих в цветной и черной металлургии в печах при высоких температурах. Сульфидирование является основны.м процессом при выплавке меди, никеля II кобальта из их окислов. Весьма целесообразно применение ВОС при производстве сульфидов бария, стронция, натрия и др. [c.104] В качестве сульфидирующих агентов можно использовать твердые вещества, содержащие серу (сернистое и двусернистое железо, гипс), а в качестве сульфидизаторов — газы или пары (сероводород, сера и др.). [c.105] Процессы сульфидирования окислов металлов (оксисульфидная плавка) интенсифицируются в присутствии восстановителя, который способствует началу образования сульфидов и повышает их выход. Обычно в качестве восстановителя применяют каменноугольный кокс с содержанием золы 16—17%, размером частнц более 25 мм (количество частиц размером менее 25 мм должно быть не более 5—6%). Мелкие фракции кокса-восстановителя можно ввести в процесс при агломерации и брикетировании руд. [c.105] Большие потенциальные запасы нефтяных сернистых и высоко-сернистых коксов вызвали интерес к исследованиям по замене вое становителя угольного происхождения нефтяным и по применению его в качестве сульфидирующего агента. В связи с этим были проведены работы по изучению физико-химических свойств нефтяных коксов и кинетики их сульфуризации и десульфуризации. [c.105] Механизм и кинетика сульфуризации и десульфуризации нефтяных 140ксов, а также влияние различных добавок на получение коксов с различным содержанием серы (от 0,2 до 18%) исследовались в работах [[112, 30]. На основании результатов этих исследований впервые было предложено использовать высокосернистые нефтяные коксы в качестве комплексного агента — восстановителя и сульфидизатора. В ВОС наряду с высоким содержанием серы мало зольных компонентов, и ои в 2—3 раза дешевле каменноугольного кокса. Промышленные испытания ВОС показали возможность его введения в шихту коксования углей — получаемый кокс полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу, который используется для шахтной плавки никеля [61]. [c.105] В цветной и черной металлургии нефтяной высокосерннстый кокс может быть использован в виде кусков, брикетов и мелочи, а также как компонент в процессах агломерации. [c.106] Кокс с размером кусков 30—120 мм после предварительного прокаливания (при 900—1000 °С) может быть применен непосредственно для шахтной плавки окисленных руд. Предварительное прокаливание необходимо для удаления летучих (до их содержания 1,5%), повышения плотности и механической прочности куС ков. Во избежание разрушения крупных кусков температуру при прокаливании в специальных печах (печи с вращающимся подом) необходимо повышать медленно. [c.106] Для шахтной плавки можно использовать мелочь кокса после ее брикетирования и прокаливания полученных брикетов. Для создания необходимого газодинамического режима желательны брикеты размером 40—60 мм. В угольной промышленности и металлургии для брикетирования и прокаливания брикетов используют высокопроизводительные агрегаты, в связи с чем расходы на эти процессы незначительны (1,5—3 руб/т брикетов). [c.106] На никелевых н медных предприятиях, где шихту (руду и восстановитель) брикетируют, мелкозернистый и высокосернистый кокс можно использовать без предварительного окускования, т. е. в составе брикета. В зависимости от существующей технологии металлургического процесса мелочь кокса может быть вовлечена в брикетное производство завода либо в сыром виде, либо после предварительного прокаливания до 700 °С. [c.106] На предприятиях, где металлургический цикл включает агломерацию руды, мелочь нефтяного кокса применима в качестве топлива. Однако вовлечение высокосернистой коксовой мелочи в указанное производство может лимитироваться санитарными нормами выброса сернистых газов в атмосферу в районе расположения предприятия. [c.106] Все эти направления и другие, которые будут выявлены в ходе дальнейших исследований, требуют разработки специальных методов повышения содержания серы в нефтяных коксах, окускования и брикетирования мелочи, изучения реакционной способности нефтяных коксов и способов ее регулирования, повышения механической прочности коксов и др. Поскольку рассмотрение всех возможных способов использования высокосернистых коксов в пирометаллургических процессах и химической промышленности не входит в задачу этой работы, вкратце остановимся только на некоторых из них. [c.107] Вернуться к основной статье