Кокс-серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля или нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С. Процесс получения- кокса в результате переработки природных топлив называется коксованием.
Схема коксования:
1. - коксовая батарея; 2. - сборный канал продуктов горения; 3. - газопровод; 4. - отделитель конденсата; 5. - газовый холодильник; 6. - электрофильтр; 7. - газодувка; 8. - трубопровод для отвода конденсата; 9. – отстойник; 10. – хранилище смолы; 11. – хранилище аммиачной воды; 12. – аммиачная колонна; 13. – сатуратор; 14. – бензольный скруббер; 15. – бензольная колонка.
Кокс применяют для изготовления электродов, для фильтрования
жидкостей и, самое главное, для восстановления железа
из железных руд и концентратов в доменном процессе выплавки чугуна.
В доменной печи кокс сгорает и образуется оксид углерода (IV):
С + 02
= СО2
+
Q
,
который взаимодействует с раскаленным коксом с образованием оксида углерода (II):
С
+
С
O2
= 2CO - Q
Оксид углерода (II) и является восстановителем железа, причем сначала из оксида железа (III) образуется оксид железа (II, III), затем оксид железа (II) и, наконец, железо:
3Fe2
O3
+ CO = 2Fe3
O4
+ CO2
+ Q
Fe3
O4
+ CO = 3FeO + CO2
– Q
FeO + CO = Fe + CO2
+ Q
В результате доменного процесса получают жидкий чугун-сплав железа с примесями, содержащимися в железной руде и каменноугольном коксе, - углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой .
Коксование возникло в XVIII в., когда истребление лесов для получения древесного угля, использовавшегося при выплавке железа, стало угрожающим и потребовалось заменить этот уголь другим топливом. В 1735 г. в Англии была проведена первая доменная плавка на коксе.
В наше время 10% добываемого в мире каменного угля превращают в кокс. Коксование проводят в камерах коксовой печи, обогреваемых снаружи горящим газом. При повышении температуры в каменном угле происходят разнообразные процессы. При 2500
Сиз него испаряется влага, выделяются СО и СО2
; при 3500
С уголь размягчается, переходит в тестообразное, пластическое состояние, из него выделяются углеводороды-газообразные и низкокипящие, а также азотистые и фосфористые соединения. Тяжелые уг-листые остатки спекаются при 5000
С, давая полукокс. А при 7000
С и выше полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и превращается в кокс.
Все летучие продукты поступают в газосборник, а оставшийся раскаленный кокс выталкивают в так называемый тушильный вагон, где его охлаждают (тушат) водой или инертным газом. Летучие вещества при конденсации образуют аммиачную воду и смолу. Часть неконденсирующегося газа используют для нагрева угля в камерах печи; остаток газа, аммиачная вода и смола идут на переработку. Из них получают разнообразные неорганические и органические (главным образом ароматические) соединения. Из 1 т каменного угля получают примерно 800 кг кокса, 150 кг газа и 50 кг прочих продуктов.
Коксохимическое производство:
Важным источником промышленного получения ароматических углеводородов наряду с переработкой нефти является коксование каменного угля.
Процесс коксования можно провести в лаборатории. Если каменный уголь сильно нагревать в железной трубке без доступа воздуха, то через некоторое время можно будет наблюдать выделение газов и паров. В U-образ-ой трубке конденсируется смола, имеющая неприятный запах, и над ней вода, содержащая аммиак. Проходящие далее газы собираются в сосуде над водой. В железной трубке после опыта остается кокс. Собранный газ хорошо горит, его называют коксовым газом.
Таким образом, при нагревании каменного угля без доступа воздуха образуются четыре основных продукта: кокс, каменноугольная смола, аммиачная вода, коксовый газ
.
Коксохимическое производство в основе своей имеет много общего с лабораторным опытом коксования угля, оно как бы воспроизводит его в крупных масштабах.
Промышленная коксовая печь состоит из длинной узкой камеры, в которую сверху через отверстия загружают каменный уголь, и отопительных простенков, в каналах которых сжигают газообразное топливо (коксовый или доменный газ). Несколько десятков таких камер образуют батарею коксовых печей. Для достижения высокой температуры горения газ и воздух предварительно нагревают в регенераторах, расположенных под камерами, подобно тому как это осуществляется в мартеновском способе производства стали.
При нагревании угля без доступа воздуха до 900-1050 о
С приводит к его термическому разложению с образованием летучих продуктов и твердого остатка-кокса.
Процесс коксования длится около 14 часов. После того как он закончится, образовавшийся кокс-«коксовый пирог»-выгружают из камеры в вагон и затем гасят водой или инертным газом; в камеру загружают новую партию угля, и процесс коксования начинается снова. Коксование угля-периодический процесс. Основные продукты: кокс-96-98% углерода; коксовый газ-60% водорода, 25% метана, 7% оксида углерода (
II
) и др. Побочные продукты: каменноугольная смола (бензол, толуол), аммиак (из коксового газа)и др.
После остывания кокс сортируют и направляют на металлургические заводы для доменных печей.
Летучие продукты выводятся через отверстия вверху камер и поступают в общий газосборник, где из них, как в нашем опыте, конденсируется смола и аммиачная вода.
Из неконденсирующегося газа извлекают аммиак и легкие ароматические углероды (главным образом бензол). С целью извлечения аммиака газ пропускают через раствор серной кислоты; образующийся сульфат аммония используется в качестве азотного удобрения.
Ароматические углеводы получаются путем поглощения их растворителем и последующей отгонки из образующегося раствора.
Из каменноугольной смолы путем фракционирования получают гомологи бензола, фенол (карболовую кислоту), нафталин и др.
Коксовый газ после отчистки применяется в качестве топлива в промышленных печах, так как содержит много горючих веществ. Он используется и как химическое сырье. Например, из коксового газа выделяют водород для различных синтезов.
Проблемы использования углеводородного сырья:
До недавнего времени в топливном балансе страны огромная доля приходилась на нефть. В связи с развитием энергоснабжения осуществляется перевод энергетики с использованием нефти и нефтепродуктов в качестве топлива на широкое применение в этих целях природного газа, угля, на использование атомной энергии. Это значит, что тяжелые остатки переработки нефти-мазуты будут более полно перерабатываться в светлые нефтепродукты, необходимые для современного органического синтеза. Химической науке предстоит задача изыскать более эффективные пути переработки нефти, природного и попутных газов, угля, сланцев, а также усовершенствовать существующие с целью более полного и комплексного использования природного углеводородного сырья.
Получение искусственного жидкого топлива не является новой проблемой. Установка гидрирования угля была введена в Германии еще в 1923 году, а в 1943 этим путем в Германии было получено 2 миллиона тонн бензина и 800000 тонн дизельного топлива. Процесс получения искусственного жидкого топлива был весьма дорогим и проходил при давлении 70 Мпа и температуре 180 о
С. В послевоенные годы гидрирование угля практически потеряло промышленное значение.
В настоящее время учеными разрабатываются другие экономически более выгодные методы гидрирования угля с использованием эффективных катализаторов, что даст возможность снизить температуру и давление.
Другим перспективным путем получения синтетического жидкого топлива является его синтез из оксида углерода (II) и водорода.
Другие работы по теме:
Доменное производство 2
Доменное производство. Цель доменного производства состоит в получении чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Сырыми материалами доменной плавки являются топливо, железные и марганцевые руды и флюс. Топливом для доменной плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Его роль состоит в обеспечении процесса теплом и восстановительной энергией.
Кокс и коксование 2
Кокс – это серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля или нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С.
Нефть - кровь промышленности
П Л А Н стр. Типы источников энергии Чем можно заменить нефть пиролиз газификация ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ Сейсмические исследования недр Земли
Чудовий світ алмазів
Реферат на тему: Чудовий світ алмазів Історичні відомості. Ім'я першовідкривача вуглецю, що складається в основному з Карбону, невідоме. Невідомо й те, яка з алотропних форм Карбону — алмаз чи графіт — була відкрита раніше. Історія використання людиною цієї речовини сягає у глибочінь століть, у доісторичні часи.
Углеграфитовые материалы
Кристаллическая структура графита и схема взаимного расположения слоев в гексагональной структуре. Классификация углеграфитовых материалов и их производство из твердых углеродистых материалов (антрацит, графит, кокс) и связующих веществ (пек, смола).
Свойства и применение железа
Железо - один из самых распространенных металлов в земной коре. Свойства и использование железа. Доменная печь. Железные руды – гематит и магнетит. Выплавка чугуна из железной руды. Комплексные соединения железа.
Автоматизация процесса прокалки кокса
Прокаленный кокс используется для изготовления электродов, применяемых в электролизерах для электролиза алюминия. Автоматизированным агрегатом для прокаливания служит трубчатая вращающаяся печь, установленная с уклоном в сторону горячей головки.
Каменный уголь
Два десятилетия подряд уголь находился в тени нефтяного бума. Горы не находившего сбыт угля росли в небо. Закрывались многочисленные шахты, сотни тысяч горняков теряли свое рабочее место. Район Аппалачей США, когда-то цветущий угольный бассейн , превратился в один из наиболее мрачных районов бедствий.
Основы коксования пека
Доменный процесс как основное звено в цикле производства черных металлов. Виды углеродистого сырья коксохимического происхождения для производства углеграфитовых материалов: каменноугольный пек и пековый кокс. Прокаливание и графитирование пекового кокса.
Анализ влияния пут на выход колошникового газа
История доменного производства насчитывает около тысячи лет, из которых более 200 лет доменные печи работают на коксе, и все эти годы идет борьба за повышение эффективности доменной плавки, а главное за снижение расхода кокса.
Основные химические производства. Производства металлов
Производство чугуна Чугун-это сплав железа с углеродом и другими примесями (кремнием, марганцем, фосфором, серой)Массовая доля углерода в чугуне превышает 1,7%.Его выплавляют в доменных печах, в неё загружают шихту-смесь сырьевых материалов, которая состоит из железной руды, топлива и флюсов.
Получение чернового свинца
Получение. Осн. источник получения свинца-сульфидные полиметаллич. руды. Селективной флотацией из руд, содержащих 1-5% Рb, получают свинцовые и др. концентраты. Свинцовый концентрат обычно содержит 40-75% Рb, 5-10% Zn, до 5% Сu, а также благородные металлы и Bi. Ок. 90% свинца получают по технологии, включающей стадии: агломерирующий обжиг сульфидных концентратов, шахтная восстановит. плавка агломерата и рафинирование чернового свинца.
Материальные балансы технологических процессов НПЗ
Выполнил ст-т гр. ИЭТ-06 Шидаев Л.А. Проверила ассист. каф. "ХТНГ" Ибрагимова М.Д. г. Грозный 2010 Лабораторная работа №1 Построение кривой истинных температур кипения нефти и составление материального баланса установки первичной переработки нефти
Доменное производство
Содержание. Содержание. 1 Цель работы 2 1. Расчет состава шихт для окускования железорудного сырья. 3 1.1. Исходные данные. 3 1.2. Расчет шихты. 3 1.3. Расчет состава агломерата. 3
Современные технологии переработки нефти и газа
Характеристика современного состояния нефтегазовой промышленности России. Стадии процесса первичной переработки нефти и вторичная перегонка бензиновой и дизельной фракции. Термические процессы технологии переработки нефти и технология переработки газов.
Высокотемпературное коксование углей
Технологическое оснащение процесса: конструкции, особенности печей; оборудование для коксовой батареи. Состав оборудования анкеража. Схема армирования кладки коксовых печей. Характеристика химических, физико-химических и физико-механических свойств кокса.
Топливо. Методы переработки топлива
Технологические методы переработки твердого топлива. Переработка, крекинг, пиролиз нефти. Топливо, его значение и классификация. Газообразное топливо и его переработка. Деструктивная гидрогенизация - метод прямого получения искусственного жидкого топлива.
Coal Chamber
Группа из Лос-Анджелеса, "Coal chamber", исполняющая ню-метал с привкусом индастриала, образовалась по весне 1994 года. Замутили сей проект вокалист Дез Фафара и гитарист Мигель "Мигс" Раскона, до этого выступавшие в составе "She's in pain".
Кокс против Луизианы
Введение 1 Повод 2 Социальный контекст 3 Решение суда 4 Вопрос о свободе уличных акций 5 Текст приговора Введение Кокс против штата Луизиана (Cox v. Louisiana) — дело в Верховном суде Соединенных Штатов, касающееся первой поправки к Конституции США; приговор вынесен 18 января 1965 г. Суд постановил, что правительство штата не может использовать статут о беспорядках ("нарушении мира") против протестующих, принимающих участие в мирных демонстрациях, которые потенциально могут спровоцировать насилие.
Президентские выборы в США 1920
Введение 1 Выборы 1.1 Кампания 1.2 Результаты Введение Президентские выборы 1920 года проходили 2 ноября под знаком последствий Первой мировой войны и всеобщего негативного отношения к президенту-демократу Вудро Вильсону. Экономический бум закончился, политики спорили по поводу мирных соглашений и вхождения Соединённых Штатов в образующуюся Лигу Наций.
Первая поправка к Конституции США
План Введение 1 Решения ВС США о толковании Первой поправки 2 Интересные факты Список литературы Введение Первая поправка к Конституции США является частью Билля о правах. Она гарантирует, что Конгресс США не будет:
Кокс, Вильям Ситгривс
Вильям Ситгривс Кокс (англ. William Sitgreaves Cox, 1790—1874) — американский военный. Он служил младшим лейтенантом на корабле Соединенных Штатов «Чесапик» (англ. «Chesapeake») во время англо-американской войны 1812 года. Во время сражения с кораблем Британского флота «Шеннон» (англ. «Shennon») Кокс находился на нижней палубе в составе орудийного расчета.
Кокс, Джеймс Миддлтон
Джеймс Миддлтон Кокс (англ. James Middleton Cox, 31 марта 1870(18700331) — 15 июля 1957) — американский политик, 46-й и 48-й губернатор штата Огайо, кандидат в президенты США на выборах 1920 года.
Бэббитт, Брюс
Брюс Бэббитт (англ. Bruce Edward Babbitt; род. 27 июня 1938 года) — американский политик; министр внутренних дел США (в период 22 января 1993 года — 2 января 2001 года), губернатор Аризоны (в период 4 марта 1978 года — 6 января 1987 года).
Лухан, Мануэль
Мануэль Лухан (англ. Manuel Lujan, Jr.; род. 12 мая 1928 года) — американский политик; министр внутренних дел США (в период 3 февраля 1989 года — 20 января 1993 года), член палаты представителей США от Нью-Мексико 1-й (в период 3 января 1969 года — 3 января 1989 года).
Нортон, Гейл Энн
Гейл Энн Нортон (англ. Gale Ann Norton; род. 11 марта 1954 года) — американский политик; министр внутренних дел США (в период 31 января 2001 года — 31 марта 2006 года).
Угольная промышленность
Угольная промышленность России, месторождения угля, запасы суверенных государств Ближнего Зарубежья.
Вторичная переработка нефти
Углеводороды, входящие в состав нефти и нефтепродуктов. Каталитический риформинг. Каталитическая изомеризация.
Содержание общей серы в угольных пластах на шахтах Украины
Повышенное содержание серы в углях снижает их качество, обусловливает при энергетическом использовании значительный рост расхода топлива и опасность загрязнения среды токсичными оксидами серы, а при коксовании — ухудшение качества кокса.