Čo je koks? Je to strategicky dôležitý produkt získaný tepelným rozkladom bez kyslíka. Je rozdelená do mnohých typov. Izoluje sa tak ropa a smola, rašelina a uhlie. Ale ten hlavný je ten druhý. Je to uhoľný koks, ktorý funguje ako základná súčasť výroby vysokých pecí.
Dôležitý produkt
Čo znamená slovo „koks“? Morfológia tohto konceptu nám hovorí, že je to horľavý pevný zvyšok, ktorý sa vytvára počas tepelného bezkyslíkatého zahrievania niektorých organických látok, vrátane uhlia (hnedého alebo kamenného), oleja a tiež rašeliny. Samotné slovo má anglické korene. Koks znamená iba produkt získaný tepelným rozkladom.
Výroba koksu v Rusku je dôležitou súčasťou priemyselného komplexu. Podľa štatistík sa tento strategicky dôležitý produkt ročne vyrába v množstve 27 miliónov ton. V takýchto množstvách je nevyhnutné zlievarenstvo a hutnícky priemysel. Najväčším ruským producentom koksu je Severstal. Táto spoločnosť vlastní vlastnú výrobu tohto druhu paliva a používa ju pre potreby vlastných hutníckych závodov. Najväčšie vysoké pece vo vlastníctve spoločnosti Severstal sa nachádzajú v meste Cherepovets. Vyrábajú koks najvyššej kvality.
účtovať
Na udržanie horenia vysokých pecí je potrebné veľké množstvo uhoľného koksu. Tento produkt je pórovitá, ale zároveň pevná sintrovaná hmota. Získava sa odstránením prchavých látok z uhlia.
Výroba koksu je založená na procese hydrolýzy. Okrem toho je možná aj suchá destilácia uhlia. V každom prípade je však výroba koksu spojená s ohrevom východiskového produktu bez najmenšieho prístupu vzduchu. Účelom hydrolýzy je oddeliť uhlík od všetkých ostatných látok, ktoré tvoria uhlie. Aká je surovina na výrobu koksu? Jedná sa o uhlie rôznych stupňov vrátane tukov a koksu, plynu a chudého. Takéto suroviny sa nazývajú poplatok. Základom tohto produktu je najdrahšia odroda - koksovateľné uhlie. Poplatok sa dodáva do ruských hutníckych závodov z ložísk Kuzbass a Pechora. Jakutsko sa môže pochváliť bohatými ložiskami koksovateľného uhlia. Ťažia sa tu na území Neryungri, na ktoré bola špeciálne nakreslená železničná trať.
Výroba koksu si vzhľadom na svoj rozsah vyžaduje veľké množstvo surovín. Dodáva sa do výrobných hál vo voľne ložených vozňoch. Tu sa vsádzka nakladá do obrovských veží, v ktorých špeciálne mechanizmy, napríklad čerpadlá, pumpujú privádzané uhlie do koksových stĺpov. V zime prichádza poplatok spravidla do zmrazeného stavu. Preto sa pred vyložením vyhrieva priamo v automobiloch a vedie ich do špeciálnych veľkých hangárov.
Príprava náboja
Samotná výroba koksu sa začína triedením náplne. Celé uhlie, ktoré prišlo do závodu, je podľa svojho majetku a zloženia rozdelené do potrebných skupín. Potom sa zmes rozdrví a premieša. Nasleduje jeho dávkovanie. Vyrába sa v automatických mierkach. Po takejto príprave sa zmes obohatí použitím odstraňovania prachu, preosievania, premývania, flotácie a ďalších metód. To všetko vám umožňuje eliminovať nečistoty zo surovín. Po vysušení vsádzky a jej privedení do posledného stupňa drvenia, ktorého výsledkom sú zrná, ktorých polomer nepresahuje 3 mm.
Takto pripravené suroviny sú pripravené na začatie výroby vysokopecného koksu. Preloží sa do zmiešavacích jednotiek a potom vstúpi do zásobníkov umiestnených v uhoľnej veži.
Koksové batérie
Hotová surovina, ktorá je potrebná na uskutočnenie výroby koksu, sa naleje z uhoľnej bane do násypky nakladacieho automobilu. Potom sa dodáva do koksárenských batérií. Ide o systém pozostávajúci z niekoľkých komôr, v ktorých prebieha proces výroby konečného produktu.
Koksárenská pec je konštrukcia, ktorej steny sú obložené žiaruvzdornými tehlami. Jeho dĺžka je 13 - 15 m, jeho šírka je 0,4 - 0,5 m, jeho výška je 5 - 5,5 m. Takéto rozmery komory umožňujú, aby sa proces výroby koksu uskutočňoval pomerne rýchlym tempom.
V oblúkoch takýchto komôr sú tri alebo štyri poklopy s pevne zatvárajúcimi krytmi. Sú určené na nakladanie surovín. Koncové steny komôr majú tiež utesnené kovové dvere. V procese výroby koksu si výroba vyžaduje odstránenie plynných produktov, ktoré z toho vznikajú. To sa poskytuje aj pri návrhu kamier. V hornej časti majú špeciálne stúpačky, pozdĺž ktorých prchavé látky vstupujú do zberača plynu.
V čase, keď prebieha výroba koksu, vyžaduje technológia procesu značné zahrievanie komôr. Z tohto dôvodu sa medzi nimi stavajú špeciálne stĺpiky. Predstavujú celý systém vykurovacích kanálov, ktorými prechádzajú horúce plyny. V dôsledku toho sa steny komôr zahrievajú. Na spodku zariadení na výrobu koksu sa nachádzajú regenerátory. Sú potrebné na ohrievanie komôr plynmi dodávanými plynovody, ako aj plynmi, ktoré opúšťajú vzduch.
Kúrenie za poplatok
Nad komorami koksovacej pece je železničná trať. Po nej sa pohybuje nakladacie auto. Z nej vstupuje zmes cez prielezy do komory. Je to vďaka špeciálnym mechanizmom umiestneným na aute, ktoré môžu odskrutkovať a potom uzavrieť utesnené kryty.
Špeciálny stroj na vyhadzovanie koksu sa pohybuje po koľajnici umiestnenej pozdĺž jednej zo strán komory. Je to ona, ktorá prichádza k bočným dverám a otvára ich. Ďalej toto zariadenie tlačí výsledný koks. Na druhej strane sa k fotoaparátu priblíži kaliace auto. Zoberie horúci produkt a dopraví ho do oblasti pod hasiacou vežou a potom ho vyloží na rampu.
Vzdelávanie koncových produktov
Celá výroba hutníckeho koksu prísne dodržiava technologické procesy, ktoré si vyžadujú, aby sa zabránilo vstupu vzduchu do komory. Ako to ide? Proces výroby koksu sa začína okamžite po tom, ako nakladací automobil dodá odmeranú dávku náboja do komory. Zároveň sú jeho poklopy zatvorené a sú zapnuté vyhrievacie zariadenia.
Čo sa stane v počiatočnej fáze výroby koksu? Procesná technológia v prvej fáze zabezpečuje uvoľňovanie plynov a vody z hotových surovín. Potom sa zmes roztaví a usadí sa. Ďalšie zvýšenie teploty vedie k expanzii tohto medziproduktu. Je to kvôli ďalšiemu vývoju plynov a pár. Ďalej náboj postupne tuhne. Aká je posledná fáza procesu, ktorá vedie k koksu? Výroba tohto produktu sa uskutočňuje počas krakovania a zmršťovania koláča. Výsledkom je vznik takzvaného koksového koláča. Všetky frakcie, ktoré majú formu plynných pár, sa vypúšťajú pozdĺž stúpačiek do kolektora plynu.
Proces zahrievania náboja v komorách prechádza od jeho vyhrievaných stien do centra. V dôsledku nízkej tepelnej vodivosti surovín na rôznych miestach sú fázy koksovania v rôznych fázach.
Celý proces tvorby koksu trvá od 14 do 17 hodín.Jeho trvanie závisí od spaľovacej teploty náboja, jeho zloženia a veľkosti komory.
Po ukončení procesu výroby koksu sa vyhrievacie zariadenia vypnú a stúpačky sa prekrývajú. Pre dvere koksovacej pece je vhodný vyhadzovač, pomocou ktorého sa výsledný produkt vykladá do zhášača. Takto sa pec uvoľní. Potom vyhadzovač zavesí vzduchotesné dvere a vedie po koľajniciach do ďalšej komory. Nasleduje aj nakladacie auto. Otvorí poklopy a naloží novú dávku recyklovaného náboja.
Dodávka produktu do veže
Koks získaný v komorách musí byť zhasnutý. Koniec koncov, po kontakte so vzduchom dochádza k samovoľnému horeniu. V hasiacom voze je koks dodávaný do veže, kde je nakoniec hasený vodou. Produkt potom vyteká z auta na naklonený betónový povrch nazývaný rampa. Tu sa v priebehu dvadsiatich minút ochladí. Potom je koks dopravovaný dopravníkmi na triedenie.
Súvisiace produkty
Výroba koksu nie je možná bez uvoľňovania prchavých látok. Sú to zmesi plynov a pár. Tieto zložky sa spoločne označujú ako plyn z koksovacej pece. Po spracovaní jednej tony zmesi, ktorej obsah vlhkosti dosahuje 6%, sa získa 270 kg priameho koksárenského plynu. Pokiaľ ide o objem, toto číslo je 330 metrov kubických.
V priamej koksovacej peci získaný z jednej tony náplne obsahuje:
- asi tridsať kilogramov uhoľného dechtu;
- 10 kg surového benzénu;
- 3 kg amoniaku;
- 5 kg sírovodíka;
- 80 kg vody;
- 140 kg spätného plynu.
Až donedávna bola výroba koksu jediným dodávateľom benzénových uhľovodíkov. Po vývoji odvetvia rafinácie ropy však bolo možné tieto výrobky získať s menšími investíciami. To viedlo k tomu, že podiel výroby koksu na dodávke benzénových uhľovodíkov klesol na štyridsať percent. Tento produkt sa používa ako surovina v procese organickej syntézy. Jeho ľahká frakcia sa spracuje so surovým benzénom.
Iné druhy vedľajších produktov po ich rektifikácii a spracovaní chemickými činidlami, ako aj po zmrazení a následnej kryštalizácii umožňujú získať približne tristo vysoko kvalitných chemických zlúčenín.
Spotreba oleja
Táto prírodná látka, rovnako ako uhlie, je pre našu krajinu strategicky dôležitá. Ich výroba koksu a ropných produktov, ktoré sú:
- palivo;
- ceresíny a parafíny;
- mazacie oleje;
- bitúmen;
- tuk;
- suroviny určené pre hlavný organický a petrochemický komplex;
- iné výrobky.
Ropný koks
Táto veta má kolektívny charakter. Ropný koks sa chápe ako produkty hlbokého spracovania z „čierneho zlata“. Surovinami pre jeho výrobu sú zložky získané pri prvotnom spracovaní ropy. Sú to decht a polodecht, asfalt a extrakt.
Výroba ropného koksu prebieha jedným z dvoch spôsobov:
- oneskorené koksovanie, ktoré sa vykonáva v nevyhrievaných reaktoroch;
- v destilačných zariadeniach využívajúcich horizontálne vyhrievané reaktory.
Prvá z týchto dvoch metód je najpopulárnejšia. S jeho pomocou sa vyrába takmer osemdesiat percent tohto typu produktu.
Ropný koks sa následne používa pri výrobe elektród, ako aj anódových hmôt a anód na tavenie hliníka. Uplatňuje sa v technologických procesoch výroby ferozliatin, abrazív, kremíka. Ropný koks sa v chemickom priemysle bežne používa.
K získaniu tohto produktu dochádza pri nízkom tlaku. Súčasne sa teplota udržuje od 480 do 560 stupňov.To umožňuje výrobu ropného koksu a benzínu, uhľovodíkových plynov, ako aj ropných frakcií petroleja a plynu.
Proces koksovania je rozdelenie všetkých zložiek, ktoré tvoria surovinu. V tomto prípade sa tvoria kvapalné frakcie destilátu a uhľovodíkové plyny.
Priemyselný spôsob výroby ropného koksu sa uskutočňuje pomocou troch druhov rastlín. Okrem periodického koksovania v špeciálnych kockách a spomaleného procesu v komorách sa môže vyskytovať nepretržite vo fluidizovanej hmote nosiča koksu. Zvážte podrobnejšie jeden z nich, ktorý sa používa najčastejšie.
Pomalé koksovanie
Tento proces sa tiež nazýva polokontinuálny. Tento spôsob výroby ropného koksu je najbežnejší v svetovej praxi. Zahŕňa taký technologický proces, pri ktorom sa surovina predhriata na 350 až 380 stupňov nepretržite privádza na špeciálne platne umiestnené v destilačných kolónach. Takéto zariadenia pracujú pri atmosférickom tlaku. Suroviny na výrobu ropného koksu stekajú doskami a sú v kontakte s parami stúpajúcimi z reakčného zariadenia. Výsledkom tohto prenosu hmoty a tepla je kondenzácia. Je to on, kto tvorí spolu s pôvodným produktom druhotné suroviny, ktoré sa majú ďalej zahrievať v rúrkových peciach na 490 - 510 stupňov.
Potom zmes vstupuje do komôr koksovacej pece. Sú to vertikálne umiestnené duté valce, ktorých výška dosahuje 22 - 30 metrov a priemer 3 - 7 metrov.
Reakčná hmota nepretržite vstupuje do komôr koksovacej pece. Tento proces navyše trvá od 24 do 36 hodín. Počas tejto doby sa hmota vďaka teplu, ktoré drží, postupne koksuje. Keď je komora 70 až 90% naplnená finálnym produktom, odstráni sa normálnym prúdom vody pod vysokým tlakom.
Ďalej sa koks umiestni do drviča, v ktorom sa drví na kúsky, ktorých veľkosť nepresahuje 150 mm. Potom sa produkt privádza na obrazovku pomocou výťahu a triedi sa na frakcie rôznych veľkostí. Komora, v ktorej bol koks získaný, sa podrobí zahrievaniu vodnou parou a parami, ktoré sú dodávané z pracovných zariadení. Ďalej je nádrž opäť naplnená surovinami.
Po ukončení procesu vznikajú prchavé produkty. Je to zmes para-kvapalina, ktorá sa kontinuálne odstraňuje z existujúcich komôr a postupne sa delí na plyny, najskôr v destilačnej kolóne a potom v separátore vody a bloku plynu, ako aj v stripovacej kolóne.