Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Бензол — основное сырье для производства изопропилбензола, капролактама, этилбензола и других важных продуктов.
Нафталин используется для производства фталевого ангидрида — основного полуфабриката для получения полиэфирных смол, пластических масс и пластификаторов. В процессе переработки каменноугольной смолы получают много пека (приблизительно 50% общей массы смолы), который применяют как связующее вещество в алюминиевом, электродном и брикетном производствах, для выработки толя, в дорожном строительстве, а также для защиты металлоконструкций от коррозии.
Каменноугольные масла применяются в качестве антисептика, в производстве сажи и для других нужд. Фенольные продукты коксохимического производства находят применение в производстве фенол-Ф°рмальдегидных смол, пластификаторов, пресс-порошков, синтети-ческих клеев, гербицидов и др.
Аммиак из коксового газа перерабатывают на сульфат аммония — азотное удобрение, широко применяемое в сельском хозяйстве. При коксовании углей Донецкого бассейна, содержащих значительное количество серы, коксовый газ очищают от сероводорода и получают в виде товарных продуктов элементарную серу или серную кислоту.
Таков далеко не полный перечень продуктов коксохимической промышленности, имеющих большое значение во многих отраслях народного хозяйства.
Раздел I. КОКС КАК МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ
Г л а в а I. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОКСУ
§ 1. ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС И ТРЕБОВАНИЯ К КОКСУ
Выплавка железа из железосодержащих руд—доменный процесс — протекает в доменных печах. В доменной шихте железо содержится в виде оксидов и выделяется в результате восстановительных процессов. Минеральные примеси, сопровождающие железо, переходят при этом в шлак. В шлаке содержатся соединения, имеющие в расплавленном состоянии меньшую плотность, чем железо, и не растворимые в железе. Часть минеральных примесей восстанавливается вместе с железом и растворяется в нем.
Чугун, получаемый в доменных печах, представляет собой сплав железа с другими элементами, главным образом с углеродом, марганцем, кремнием, серой, фосфором.
Доменная печь является печью шахтного типа. Сырые материалы подают в нее сверху, а чугун и шлак выпускают снизу. Кокс подается отдельными порциями попеременно с другими плавильными материалами.
Снизу в доменную печь через фурмы вдувают предварительно нагретый воздух. Компонентами дутья могут быть кислород, природный или другие восстановительные газы, водяной пар. В зоне фурм кокс сгорает, окисляясь до CO2. На границах образовавшихся зон горения получившийся углекислый газ соприкасается с раскаленным углеродом кокса и переходит в оксид углерода. Горение кокса является основным источником тепла в доменной печи. Оксид углерода, подымаясь вверх, взаимодействует с оксидами металлов, восстанавливая их, в зависимости от температуры в зоне, по одной из реакций:
3Fe2Oa + СО = 2Fe3O4 + COj + 37,13 Мдж (8870 ккал)\ Fe3O4 + mCO = 3FeO + CO2 + (m — 1) СО — 20,89 Мдж (4990 ккал); FeO + «СО = Fe + CO2 + (л — I) СО + 13 Мдж (3250 ккал).
В состав плавильных материалов входят различные флюсы, которые облегчают плавление минеральной части и образование шлаков. Флюсами служат карбонаты кальция и отчасти магния. При нагревании они легко разлагаются с выделением CO2 и образованием оксидов металлов.
Горячие газы, поднимающиеся вверх, нагревают доменную шихту верхних горизонтов и подготавливают ее к последующим реакциям. В верхней части доменной печи газ выводится и, пройдя пылеочистку, используется в качестве топлива.
Чтобы обеспечить наилучшие условия нагрева и протекание химических реакций, необходим одинаковый контакт реагирующих веществ
на каждом участке любого поперечного сечения доменной печи. Это требование выполняется не столько за счет равномерного распределения плавильных материалов по сечению печи, сколько за счет равномерной газопроницаемости их. Если газопроницаемость шихты'на каком-то горизонте будет по сечению разной, газы устремятся через каналы с меньшим сопротивлением, что неблагоприятно повлияет на процесс.
В доменной печи объем загружаемого кокса близок к объему загружаемых плавильных материалов. Если учесть,' что плавильные материалы к нижним частям печи подходят в жидком состоянии, а кокс является единственным твердым материалом, становится ясной роль кокса как основного наполнителя и разрыхлителя столба шихтовых материалов.
При движении сверху вниз в доменной печи кокс истирается в результате трения кусков друг о друга, а также о другие компоненты шихты и кладку доменной печи. Этому способствует восходящий поток газов, насыщенный пылевидными частичками шихтовых материалов. Образующаяся в результате истирания коксовая мелочь, как и другие мелкие материалы, сосредотачивается в осевой части доменной печи, делая этот участок малопроницаемым для газов. По этой же причине нежелательно разрушение крупных кусков кокса, обязательно сопровождающееся образованием мелочи. Коксовая мелочь повышает вязкость шлаков, а следовательно, и дренируемость их и определяет ряд других последствий, вызывающих расстройство нормальной работы печей. Поэтому большое значение имеет снабжение доменных печен прочным коксом равномерной кускозатостп.
