Il était une fois, le gaz de four à coke était considéré comme un sous-produit du processus de fabrication du coke, si souvent qu'il était même rejeté dans l'atmosphère (ce qui est un véritable déchet !). Plus tard, le gaz a été utilisé pour chauffer les fours à coke, et aujourd'hui, il est déjà entièrement distribué aux consommateurs extérieurs pour un usage domestique et d'autres besoins. Comment le gaz de coke est-il produit et quelle est sa composition ? Cet article traite de tous les aspects de la question et fournit des exemples spécifiques d'utilisation du gaz.
Aspect historique
L'histoire du gaz de four à coke a commencé à la fin du 19e - début du 20e siècle. Même alors, il était utilisé pour l'éclairage, le chauffage et, par conséquent, pour la cuisine et d'autres tâches ménagères. A cette époque éclatent la révolution industrielle et l'urbanisation. La production de sous-produits, de goudron de houille et d'ammoniac a commencé à servir de composants les plus importants, à savoir les matières premières, dans la fabrication de colorants d'une composition chimique et dans l'industrie chimique dans son ensemble. Ainsi, absolument tous les types de colorantsnature artificielle ont été fabriqués à partir de goudron et de gaz de four à coke.
En outre, le gaz de four à coke est devenu largement utilisé dans les fours pour la fabrication de produits industriels, dans les moteurs à gaz et, bien sûr, comme matière première dans la fabrication de produits chimiques.
Production de gaz de cokerie
L'obtention de gaz de cokerie se produit simultanément avec la production de coke dans les cokeries par distillation sèche du charbon. Il est important de noter que ce processus doit nécessairement se dérouler à une température de 900 à 1200 degrés. Comme indiqué ci-dessus, aux stades initiaux de la génération, le gaz était considéré comme un sous-produit, de sorte qu'il s'échappait souvent dans l'air atmosphérique. Un peu plus tard, les fours à coke ont commencé à être chauffés au gaz de four à coke. Ainsi, la consommation de gaz pour les besoins personnels a subi une réduction significative (près de 60%), tandis que le reste de la quantité appartenait à d'autres catégories de consommateurs, par exemple, pour le chauffage des fours de production métallurgique, dont la température est extrêmement élevée, ou pour les tâches ménagères. Aujourd'hui, absolument tout le gaz appartient à des consommateurs extérieurs. Pourquoi? Le fait est que le gaz de four à coke est très riche en calories, ce qui signifie qu'il est possible d'utiliser du gaz moins cher pour le chauffage des fours. Le GPL en est un excellent exemple. Soit dit en passant, il est basé sur un mélange propane-butane.
Composition du gaz de cokerie
Il s'est avéré qu'à partir d'une variété de gazd'origine artificielle, le gaz considéré dans l'article et obtenu dans le processus de cokéfaction du charbon est d'une grande importance. Il est à noter que d'un point de vue pratique, sa composition subit des fluctuations importantes. Cela dépend, en règle générale, de la matière première utilisée comme combustible, de la différence des modes de fonctionnement, de l'état physique des fours à coke, etc. Son pouvoir calorifique se situe entre 15 et 19 MJ/m3. Si nous considérons les composants de ce gaz en pourcentage du volume, l'image suivante se forme:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- hydrocarbures insaturés: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Il est important de noter que le gaz de cokerie (formule: H2CH4NH3C2H4) a une densité à une température de zéro degré de 0,45 à 0,50 kg/m3, la capacité calorifique est égale à 1,35 kJ/(m3 K), et la température, accompagnant le processus d'allumage, atteint 600-650 degrés.
Formule de substance
Comme il s'est avéré ci-dessus, la composition du gaz de cokerie comprend des substances telles que l'hydrogène (H2), le méthane (CH4), l'ammoniac (NH3) et l'éthylène (C2H4). A titre d'exemple, il conviendrait de donner la composition suivante de gaz de cokerie purifié:
| Composant | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Contenu, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Il est important de noter que la composition du gaz considéré dépend strictement du régime de température du processus de cokéfaction et de sa durée. La qualité du charbon traité joue également un rôle énorme. Ainsi, plus le régime de température du processus de cokéfaction est élevé, plus le niveau de décomposition des hydrocarbures est élevé, et donc plus la teneur en hydrogène et en monoxyde de carbone dans le gaz est élevée. En conséquence, la teneur en dioxyde de carbone, au contraire, sera plus faible.
Besoin d'épuration du gaz de coke
Aujourd'hui, le problème de la nécessité de nettoyer le gaz de four à coke est assez aigu, car cette composition nuit à l'aspect environnemental de la vie. Ainsi, la société moderne s'efforce d'améliorer les technologies pertinentes. L'épuration des gaz de cokerie est nécessaire à l'efficacité des mécanismes de la centrale, car le cyanure d'hydrogène, dont la teneur dans les gaz de cokerie est assez élevée, est la principale cause de corrosion des équipements professionnels. De plus, de l'ammoniac est nécessairement libéré lors de la formation des gaz de cokerie. Cette substance a un effet extrêmement néfaste non seulement sur les pipelines, mais aussi sur l'environnement, car elle finit par y arriver. Le résultat des opérations envisagées est un niveau élevé de perte de produits d'origine chimique pour une usine particulière, etégalement un degré significatif d'émission de gaz et de déchets d'origine liquide dans l'atmosphère.
Processus d'épuration du gaz de coke
Il s'est avéré que la production de gaz de cokerie pose un certain nombre de problèmes, ce qui justifie pleinement la nécessité de sa purification. A ce jour, la méthode la plus efficace est l'invention décrite dans ce chapitre, qui est largement utilisée dans l'industrie du coke. Tout d'abord, il est nécessaire de rincer le gaz avec une solution de phosphate d'ammonium dans un absorbeur, qui doit être équipé de plateaux. Ensuite, le gaz de four à coke doit être traité avec cette solution avant qu'il n'entre dans la zone du plateau de l'absorbeur. Dans ce cas, la consommation spécifique de la solution en circulation doit être de 1,0-1,2 l/m3 de gaz, puis sa densité sera égale à 1,195-1,210 kg/l. Cette méthode de nettoyage des gaz de four à coke, comme indiqué ci-dessus, est souvent utilisée aujourd'hui dans l'industrie concernée, car c'est la plus efficace.
Application au gaz de cokerie
Aujourd'hui, le gaz de four à coke est utilisé très largement et en toute sécurité dans la société comme combustible dans les usines métallurgiques, ainsi que dans les activités économiques municipales et comme matière première pour la production. Il s'est avéré que de l'hydrogène est émis à partir du gaz de cokerie, qui est simplement nécessaire à la synthèse de l'ammoniac au moyen d'un procédé connu de condensation fonctionnant dans les conditions d'un régime à basse température. En conséquence de celaAu cours de l'opération, une fraction se forme qui sert de matière première de haute qualité pour différents types de synthèses. Il convient de noter que l'adjonction de sulfure d'hydrogène dans le gaz de cokerie est absolument indésirable dans tous les cas (à la fois lorsque le gaz de cokerie est utilisé comme combustible et lorsqu'il sert de matière première pour la fabrication de produits chimiques). C'est pourquoi le processus de nettoyage, qui a été entièrement discuté dans le chapitre précédent, est si nécessaire.
Propriétés des gaz
En conclusion, il convient de considérer les propriétés physiques du gaz de cokerie. Ainsi, son pouvoir calorifique est de 3600 à 3700 kcal/m3, la densité dans la composition de la substance varie de 0,45 à 0,46 kg/m3 (ce qui est presque trois fois plus léger que l'air), le régime de température maximum de sa combustion est égal à 2060 degrés, et le processus lui-même est accompagné d'une flamme rouge.
Il est important de noter que le gaz en question est explosif lorsqu'il est combiné avec de l'air. De plus, la limite inférieure d'explosivité en volume est de 6 % de gaz (le reste est de l'air), tandis que le niveau supérieur d'explosivité atteint 32 % de gaz (le reste est de l'air). La température d'inflammation est égale à 550 degrés, et pour brûler 1 mètre cube de gaz, il faut environ 5 mètres cubes d'air. Le gaz de four à coke n'est pas doté de couleur et de goût, mais il a une odeur acidulée de naphtalène, d'œufs pourris, qui peut s'expliquer par la teneur en sulfure d'hydrogène dans sa composition.
