Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время из каменноугольной смолы выделяют около двухсот продуктов различных наименований, куда входят смеси и индивидуальные вещества, служащие сырьем для синтеза красителей, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов, пластических масс, химических волокон и т. п.
Сырой бензол — это смесь, состоящая из сероуглерода, бензола, толуола, ксилолов, кумарона и других веществ. Выход сырого бензола составляет в среднем "1,1% от количества угля. Выход зависит от состава и свойств исходного угля и температурных условий процесса. При разгонке из сырого бензола получают индивидуальные ароматические углеводороды и смеси углеводородов, служащие сырьем для химической промышленности. В СССР Добыча углей для коксования составляет более 150 млн. т. Если принять выход смолы равным около 4%, а выход сырого бензола — в среднем около 1 %, то количество получаемой смолы составляет более 6 млн. т, а сырого бензола — 1,6 млн. т в год. Сырой бензол и смола, получаемые в таких количествах, несмотря На развитие нефтехимического синтеза служат главнейшими источниками ароматических углеводородов для химической промышленности.
H а д с м о л ь н а я вода представляет собой слабый водный раствор аммиака и аммонийных солей с примесью фенола, пиридиновых оснований и некоторых других продуктов. Из надсмольной воды при ее переработке выделяется аммиак, который совместно с аммиаком коксового газа используется для получения сульфата аммония и концентрированной аммиачной воды.
Устройство и работа коксовых печей. Коксование углей представляет собой высокотемпературный химический процесс. Реакции
мера, 2 — обогревательный простенок, 3 — загрузочные люки, 4 — регенераторы, 5 — стояки, 6 — коксовыталкиватель
протекают сначала только в твердой фазе. По мере повышения температуры происходит образование газо- и парообразных продуктов, протекают сложные реакции внутри твердой и газовой фаз, а также происходит взаимодействие между ними. В связи с этим трудно использовать закономерности, присущие гетерогенным процессам при определении оптимальных условий процесса коксования. Основным фактором, определяющим протекание процесса коксования, является повышение температуры, которое необходимо для нагрева шихты до температуры сухой перегонки и проведения эндотермических реакций коксования. Предел повышения температуры ограничивается рядом факторов, среди которых следует указать на снижение выхода смолы и сырого бензола, изменение состава продуктов коксования, нарушение прочности огнеупорных материалов, используемых для кладки коксовых печей.
Коксовые печи относятся к печам косвенного нагрева — в них тепло к коксуемому углю от греющих газов передается через стенку.
Коксовая печь, или батарея (рис. 62), состоит из 61—69 параллельно работающих камер, представляющих собой длинные, узкие каналы прямоугольного сечения, выложенные из огнеупорного кирпича. Каждая камера имеет переднюю и заднюю съемные двери (на чертеже не показаны), которые в момент загрузки камеры плотно закрыты. В своде камеры находятся загрузочные люки, которые открываются при загрузке угля и закрыты в период коксования. Уголь в камере нагревается через стенки камеры дымовыми газами, проходящими по обогревательным простенкам, находящимся между камерами. Горячие дымовые газы образуются при сжигании доменного, обратного коксового или, реже, генераторного газов. Тепло дымовых газов, выходящих из обогревательного простенка, используется в регенераторах для нагрева воздуха и газообразного топлива, идущих на обогрев коксовых печей, благодаря чему увеличивается тепловой к. п. д. печи. При работе коксовой камеры следует обеспечить равномерность прогрева угольной загрузки. Для этого необходимо равномерно распределить греющие газы в обогревательном простенке и правильно выбрать габариты камеры. Равномерное распределение греющих газов достигается разделением обогревательных простенков вертикальными перегородками на ряд каналов, называемых вертикалами. По вертикалам движутся греющие газы, они отдают тепло стенкам камеры и уходят в регенераторы. При установившемся режиме количество тепла Q, переданное за единицу времени, в печах косвенного нагрева определяется по уравнению
Q = kTF At, (VIII.1)
где &г—коэффициент теплопередачи, кДж/м2-град-ч; F —поверхность теплопередачи, м2; — разность между температурой греющего газа в обогревательном канале tK и температурой угольной загрузки ty> °С. Коэффициент теплопередачи равен
Ат=1/(1/о1) + (віАі) + (ві1А,) + (1/аї), (VIII 2)
где Ct1 и Ct2 — коэффициенты теплоотдачи соответственно от греющих газов к стенке печи и от стенки к угольной шихте, кДж/м2 X X град-ч; S1 —толщина стенки, м; б2 —половина толщины угольной загрузки, м; A1, A2 — соответственно коэффициенты теплопроводности стенки и угольной загрузки, кДж/м2 -град -ч.
Для увеличения коэффициента теплопередачи, помимо обычных приемов повышения Ct1 и а2, уменьшают толщину стенки камеры и слоя угля. Обычно толщина стенки, выполненной из динасового кирпича, около 0,1 м, а ширина камеры принимается равной 407— 410 мм. Поверхность теплопередачи F зависит от размеров камеры. Длина камеры ограничивается статической прочностью простенков, трудностью удаления выталкивателя и планирной штанги (приспособление для разравнивания шихты), сложностью равномерного распределения газов в обогревательном простенке. Длина камеры примерно 14 м. Высота камеры определяется в основном условиями равномерного обогрева ее по высоте. С этой точки зрения удовлет-
