Вибір методу термічної переробки різних видів твердих палив, страница 5

Напівкоксовий газ має густину 0,9 – 1,2 кг/см³ , містить велику кількість метану й інших вуглеводнів ( до 65%), тому володіє високою теплотою згорання, що досягає 33500 – 37700 кДж/м³ .

Однак при промисловому напівкоксу ванні в печах з внутрішнім обігрівом напівкоксів газ розбавляється продуктами горіння, і його теплота згорання стає в 3-4 рази нижче, що знижує його споживчу цінність. Основну кількість напівкоксового газу витрачається на нагрів палива й інші потреби на самому підприємстві, де проводиться напівкоксування. Надлишок напівкоксового газу може бути використаний як побутове паливо, а також для органічного синтезу.

3.1.2. Фактори, що впливають на вихід і якість продуктів напівкоксування

Вихід і якість продуктів напівкоксування залежить від властивостей палива, що перероблюється, умов нагрівання, зокрема, від швидкості підводу тепла, кінцевої температури нагрівання, тиску. Велике значення мають також тип печей, що застосовуються, спосіб обігріву, час перебування летючих речовин в зонах з високою температурою й інші фактори, які визначають рівномірність температурного поля, глибину «вторинного» піролізу парогазових продуктів і надають вплив на формування кінцевих продуктів.

Вихід продуктів напівкоксування в лабораторних умовах визначають зазвичай в алюмінієвому реторті Фішера або в реторті, що обертається. В табл. 3.3 показана залежність виходу продуктів напівкоксування від виду палива.

Вихід смол напівкоксування бурого вугілля різних типів може змінюватися в досить широких межах – від 4,5 до 15 – 17 %; вихід смоли, що утворюється при напівкоксу ванні кам’яного вугілля, також залежить від особливостей їх структури і змінюється в межах від 1, 5 до 20% і вище. В міру зростання ступеня метаморфізму ( від газового вугілля до виснажених) вихід напівкоксової смоли знижується. Виняток становить лише жирне вугілля, при нагріванні якого до 600 ^◦С часто утворюється стільки ж (або більше) первинних смол, стільки й з газового вугілля. З твердих горючих копалин сапропелітового походження отримують смолу зазвичай з високим виходом (див. табл. 3.3).

Смоли напівкоксування різних твердих горючих копалин суттєво відрізняються за складом. Різниця в складі «первинних» смол, що утворюються при переробці торфів, бурого і кам’яного вугілля, сланців, розглядалась раніше в гл. 2. При русі смол у високотемпературних зонах напівкоксових печей протікають вторинні перетворення. При цьому змінюються вихід і склад смол, але відмінності, що обумовлені особливостями структури вихідних палив, при відносній низькотемпературній переробці (напівкоксу ванні) зберігаються.

Кінцева температура нагрівання палива досить суттєво впливає на вихід і властивості продуктів напівкоксування, оскільки по мірі підводу тепла протікають високотемпературні перетворення, які розглядалися в гл. 2. Зазвичай кінцевою температурою напівкоксування є 600 ^◦С. При цій температурі процеси смолоутворення практично завершуються. Більш високотемпературні перетворення, характерні для стадії переходу напівкоксу в кокс (дегідрування, де алкілування, взаємодія водню з азотовмісними гетеро циклами, їх наступне розщеплення і утворення аміаку і молекулярного азоту, процеси ароматизації і полі циклізації в твердій фазі), зі збільшенням температури більше 600 ^◦С посилюються. Утворення додаткової кількості газів ( в основному H₂ , CH₄, NH₃, N₂ й ін.), зменшення виходу твердого залишку, змінюється його якість. З підвищенням температури знижується реакційна здатність і питомий електричний опір твердого продукту, зазвичай зростає структурна міцність.