Régen régen a kokszolókemence-gáz a kokszkészítés során mellékterméknek számított, így gyakran még a légkörbe is került (ami nagyon pazarlás!). Később a gázt kokszolókemencék fűtésére használták, ma pedig már teljes egészében elosztják a külső fogyasztókhoz háztartási és egyéb szükségletekre. Hogyan keletkezik a kokszgáz és mi az összetétele? Ez a cikk a probléma összes vonatkozását tárgyalja, és konkrét példákat ad a gáz használatára.
Történelmi vonatkozás
A kokszolókemence-gáz története a 19. század végén – a 20. század elején kezdődött. Már akkor is használták világításra, fűtésre és ennek megfelelően főzéshez és egyéb háztartási munkákhoz. Ekkor tört ki az ipari forradalom és az urbanizáció. A melléktermékek, a kőszénkátrány és az ammónia gyártása kezdett a legfontosabb összetevőkként, nevezetesen nyersanyagokként szolgálni a kémiai összetételű festékek gyártásában és a vegyipar egészében. Így abszolút minden típusú festékmesterséges természetet kátrányból és kokszolókemence-gázból készítettek.
Ezenkívül a kokszolókemence-gázt széles körben alkalmazzák ipari termékek gyártására szolgáló kemencékben, gáztüzelésű motorokban és természetesen vegyi termékek gyártása során nyersanyagként.
Kokszolókemence-gáz gyártása
A kokszolókemence-gáz beszerzése egyidejűleg történik a kokszgyárban a szén száraz desztillációjával történő kokszgyártással. Fontos megjegyezni, hogy ennek a folyamatnak szükségszerűen 900-1200 fokos hőmérsékleten kell lezajlania. Ahogy fentebb megjegyeztük, a keletkezés kezdeti szakaszában a gáz mellékterméknek számított, így gyakran kijutott a légköri levegőbe. Kicsit később a kokszolókemencéket kokszgázzal kezdték fűteni. Így a személyes szükségletekre történő gázfogyasztás jelentősen (közel 60%-kal) csökkent, míg a fennmaradó mennyiség más fogyasztói kategóriákhoz tartozott, például a kohászati termelésben a fűtőkemencékhez, amelyek hőmérséklete rendkívül magas, vagy házimunkára. Ma már abszolút minden gáz külső fogyasztóé. Miért? A helyzet az, hogy a kokszolókemence-gáz nagyon magas kalóriatartalmú, ami azt jelenti, hogy olcsóbb gázt lehet használni a kemencék fűtésére. Az LPG jó példa erre. Egyébként propán-bután keveréken alapul.
Kokókemence gázösszetétele
Mint kiderült, sokféle gázbólmesterséges eredetű, az árucikkben szereplő és a szén kokszolása során nyert gáz nagy jelentőséggel bír. Meg kell jegyezni, hogy gyakorlati szempontból összetétele jelentős ingadozásokon megy keresztül. Ez általában a tüzelőanyagként használt alapanyagtól, a működési módok különbségétől, a kokszolókemencék fizikai állapotától stb. függ. Fűtőértéke 15-19 MJ/m3 között mozog. Ha ennek a gáznak a komponenseit a térfogat százalékában vesszük figyelembe, akkor a következő kép alakul ki:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- telítetlen szénhidrogének: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Fontos megjegyezni, hogy a kokszolókemence-gáz (képlet: H2CH4NH3C2H4) sűrűsége nulla fokos hőmérsékleten 0,45-0,50 kg/m3, hőkapacitása 1,35 kJ / (m3 K), és a gyulladási folyamatot kísérő hőmérséklet eléri a 600-650 fokot.
Az anyag képlete
Mint fentebb kiderült, a kokszolókemence-gáz összetétele olyan anyagokat tartalmaz, mint a hidrogén (H2), metán (CH4), ammónia (NH3) és etilén (C2H4). Példaként célszerű a tisztított kokszolókemence-gáz alábbi összetételét megadni:
| Alkatrész | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Tartalom, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Fontos megjegyezni, hogy a vizsgált gáz összetétele szigorúan függ a kokszolási folyamat hőmérsékletétől és időtartamától. A feldolgozott szén minősége is óriási szerepet játszik. Így minél magasabb a kokszolási folyamat hőmérsékleti tartománya, annál nagyobb a szénhidrogének lebomlása, és ennélfogva annál nagyobb a hidrogén- és szén-monoxid-tartalom a gázban. Ennek megfelelően a szén-dioxid-tartalom éppen ellenkezőleg, alacsonyabb lesz.
Kokszgáz-tisztításra van szükség
Ma a kokszolókemence-gáz tisztításának szükségessége meglehetősen akut probléma, mivel ez az összetétel hátrányosan befolyásolja az élet környezeti aspektusát. Így a modern társadalom arra törekszik, hogy javítsa a megfelelő technológiákat. A kokszolókemence-gázok tisztítása az üzemi mechanizmusok hatékonysága érdekében szükséges, mert a hidrogén-cianid, amelynek a kokszgázban meglehetősen magas tartalma, a professzionális berendezések korróziójának fő oka. Ezenkívül a kokszolókemence-gáz képződése során szükségszerűen ammónia szabadul fel. Ez az anyag rendkívül káros hatással van nemcsak a csővezetékekre, hanem a környezetre is, mert végül eljut oda. A vizsgált műveletek eredménye egy adott üzemben a vegyi eredetű termékek nagyfokú vesztesége, illjelentős mértékű gázok és folyékony eredetű hulladékok légkörbe történő kibocsátása is.
Kokszgáz-tisztítási folyamat
Mint kiderült, a kokszolókemence-gáz előállítása számos problémával jár, ami teljes mértékben indokolja a tisztítás szükségességét. A mai napig a leghatékonyabb módszer az ebben a fejezetben ismertetett találmány, amelyet széles körben alkalmaznak a koksziparban. Először is a gázt ammónium-foszfát oldattal kell öblíteni egy abszorberben, amelyet tálcákkal kell felszerelni. Ezt követően a kokszolókemence-gázt ezzel az oldattal kell kezelni, mielőtt az belép az abszorber tálca területére. Ebben az esetben a keringtető oldat fajlagos fogyasztása 1,0-1,2 l/m3 gáz legyen, ekkor a sűrűsége 1,195-1,210 kg/l lesz. A kokszolókemencegáz tisztításának ezt a módszerét, amint azt fentebb említettük, ma gyakran használják az érintett iparágban, mert ez a leghatékonyabb.
Kokókemence gázalkalmazás
Ma a kokszolókemence-gázt nagyon széles körben és biztonságosan használják a társadalomban kohászati üzemek tüzelőanyagaként, valamint önkormányzati gazdasági tevékenységekben és termelési alapanyagként. Mint kiderült, a kokszolókemence-gázból hidrogén szabadul fel, ami egyszerűen szükséges az ammónia szintéziséhez egy ismert kondenzációs módszerrel, amely alacsony hőmérsékleten működik. Ennek eredményekéntA művelet során olyan frakció képződik, amely kiváló minőségű alapanyagként szolgál különféle szintézisekhez. Megjegyzendő, hogy a hidrogén-szulfid kemencében való keverése semmiképpen sem kívánatos (mind akkor, ha a kokszolókemence-gázt tüzelőanyagként használják, mind akkor, ha vegyi termékek előállításához nyersanyagként szolgál). Ezért olyan szükséges a tisztítási folyamat, amelyről az előző fejezetben részletesen szó volt.
Gázingatlanok
Kifejezésül helyénvaló lenne figyelembe venni a kokszolókemence-gáz fizikai tulajdonságait. Így fűtőereje 3600-3700 kcal / m3, a fajsúly az anyag összetételében 0,45-0,46 kg / m3 (ami majdnem háromszor könnyebb, mint a levegő), égésének maximális hőmérséklete 2060 fokkal egyenlő, és magát a folyamatot vörös láng kíséri.
Fontos megjegyezni, hogy a kérdéses gáz levegővel keverve robbanásveszélyes. Sőt, az alsó robbanási határ térfogat szerint 6 százalék gáz (a többi levegő), míg a felső robbanási szint eléri a 32 százalékos gázt (a többi levegő). A gyulladási hőmérséklet 550 fok, 1 köbméter gáz elégetéséhez körülbelül 5 köbméter levegő szükséges. A kokszolókemence gáz nem színnel és ízzel rendelkezik, viszont fantalin, rothadt tojás fanyar szaga van, ami az összetételében található hidrogén-szulfid-tartalommal magyarázható.
