Давним-давно коксовий газ вважався побічним продуктом в процесі створення коксу, тому часто він навіть виводився в атмосферу (що дуже даремно!). Пізніше газ став застосовуватися з метою опалення коксових печей, а вже сьогодні у повній мірі він віддається стороннім споживачам для побутового використання і для інших потреб. Яким же чином отримують коксовий газ і який його склад? У даній статті розглянуті всі аспекти питання та наведені конкретні приклади використання газу.

Історичний аспект

Історія коксового газу почалася ще в кінці 19 – початку 20 століття. Вже тоді його застосовували з метою освітлення, обігріву і, відповідно, для приготування їжі і в інших побутових справах. В той час почалася промислова революція і урбанізація. Виробництво продуктів побічного характеру, кам'яновугільні смоли та аміак стали служити найважливішими складовими, а саме сировиною, у виготовленні барвників хімічного складу і хімічної промисловості в цілому. Таким чином, абсолютно всі види барвників штучного характеру виготовлялися з смоли і коксового газу.


Крім того, коксовий газ став широко використовуватися в печах для виготовлення промислової продукції, у двигунах газового типу функціонування і, звичайно ж, у ролі сировини при виробництві хімічних продуктів.

Одержання коксового газу

Одержання коксового газу відбувається одночасно з виробленням коксу на заводах коксохімічного напрямки шляхом сухої перегонки кам'яного вугілля. Важливо відзначити, що даний процес повинен в обов'язковому порядку протікати при температурі 900-1200 градусів. Як зазначалося вище, на початкових етапах зародження газ вважався продуктом побічного характеру, тому часто він виходив в атмосферне повітря. Трохи пізніше допомогою коксового газу почали опалюватися коксові печі. Так, витрачання газу на особисті потрібні зазнало значне скорочення (практично до 60 %), решта ж кількість належало вже іншим категоріям споживачів, наприклад, в цілях опалення печей металургійного виробництва, температура яких гранично висока, або ж для побутових справ. На сьогоднішній день абсолютно весь газ належить стороннім споживачам. Чому? Справа в тому, що коксовий газ дуже калорійний, а значить, є можливість використовувати для опалення печей більш дешевий газ. Яскравим прикладом такого може служити скраплений газ. До речі, основою його служить пропан-бутанова суміш.

Коксовий газ: склад

Як з'ясувалося, з безлічі газів штучного походження розглянутий в статті і отримується в процесі коксування вугілля газ відрізняється величезним значенням. Слід зауважити, що з практичної точки зору його склад зазнає значні коливання. Це залежить, як правило, від вихідної сировини, яке використовується в якості палива, від розходження в режимах діяльності, від фізичного стану коксових печей і так далі. Його теплота згоряння лежить в межах 15-19 Мдж/м3. Якщо розглядати складові даного газу в процентному співвідношенні до обсягу, то формується наступна картина:

Н2: 55-60.

СН4: 20-30.

ЗІ: 5-7.

CO2: 2-3.

N2: 4.

ненасичені вуглеводні: 2-3.

О2: 04—08.

Важливо відзначити, що коксовий газ (формула: Н2CH4NH3C2H4) має щільність при температурі нуль градусів від 045 до 050 кг/м3 теплоємність прирівнюється до 135 кдж/(м3·К), а температура, супутня процесу займання, досягає 600-650 градусів.

Формула речовини

Як з'ясувалося вище, в склад коксового газу входять такі речовини, як водень (Н2), метан (CH4), аміак (NH3) і етилен (C2H4). В якості прикладу доцільним буде навести наступний склад очищеного коксового газу:

Компонент



Н2



СН4



З



N2



СН



О2



Вміст, %



555



276



82



60



20



07

Важливо відзначити, що склад аналізованого газу суворо входить у залежність від температурного режиму процесу коксування і його тривалості. Також величезну роль грає якість вугілля, піддається переробці. Таким чином, чим вище температурний режим процесу коксування, тим більше рівень розкладання вуглеводнів, а отже, і вищий вміст в газі водню і окису вуглецю. Відповідно, вміст двоокису вуглецю, навпаки, буде нижче.

Необхідність очищення коксового газу

На сьогоднішній день досить гостро стоїть проблема необхідності очищення коксового газу, адже цей склад несприятливо впливає на екологічний аспект життєдіяльності. Таким чином, сучасне суспільство прагне до вдосконалення відповідних технологій. Очищення коксових газів необхідна для ефективності діяльності заводських механізмів, тому що ціанід водню, зміст якого в коксовому газі досить велике, служить основною причиною корозії професійного обладнання. Крім того, при утворенні коксового газу в обов'язковому порядку виділяється аміак. Дана речовина гранично згубно впливає не тільки на трубопроводи, але і на навколишнє середовище, бо в кінцевому результаті потрапляє саме туди. Результатом розглянутих операцій є високий рівень втрати продуктів хімічного походження для того чи іншого заводу, а також значна ступінь викиду газів і відходів рідкого походження в атмосферу.

Процес очищення коксового газу

Як з'ясувалося, виробництво коксового газу тягне за собою низку проблем, що повною мірою аргументує необхідність його очищення. На сьогоднішній день найбільш дієвим методом є описане в даній главі винахід, який широко застосовується в коксохімічній промисловості. В першу чергу необхідно промити газ за допомогою розчину фосфатів амонію в абсорбері, який в обов'язковому порядку повинен бути обладнаний тарілками. Далі слід обробити коксовий газ до того, як він надійде в тарілчасті область абсорбера, даним розчином. При цьому питома витрата циркулюючого розчину має становити 10-12 л/м3 газу, тоді його щільність буде прирівнюватися до 1195-1210 кг/л. Цей метод очищення коксового газу, як зазначалося вище, сьогодні найчастіше використовується у відповідній галузі промисловості, бо є найефективнішим.

Коксовий газ: застосування

На сьогоднішній день коксовий газ досить широко й успішно використовується в суспільстві як палива на заводах металургійної спрямованості, а також у комунальній господарської діяльності і в ролі сировини для виробництва. Як з'ясувалося, з коксового газу виділяють водень, який просто необхідний для синтезу аміаку за допомогою відомого способу конденсації функціонування за умови низького температурного режиму. У результаті даної операції формується фракція, яка є якісною сировиною для різноманітних синтезів. Слід зазначити, що домішка в коксовому газі сірководню зовсім небажана в будь-якому випадку (і коли коксовий газ застосовується як паливо, і коли він служить сировиною для виробництва хімічної продукції). Саме тому так необхідний процес очищення, повною мірою розглянутий у попередньому розділі.

Властивості газу

На закінчення доцільним буде розглянути фізичні властивості коксового газу . Таким чином, теплотворна потужність його складає від 3600 до 3700 ккал/м3 питома вага в складі речовини варіюється від 045 до 046 кг/м3 (що практично в три рази легше, ніж повітря), максимальний температурний режим його горіння прирівнюється до 2060 градусів, а сам процес супроводжується полум'ям червоного кольору. Важливо зазначити, що розглянутий газ вибухонебезпечний, якщо поєднати його з повітрям. Більш того, межа вибуховості нижнього рівня за обсягом становить 6 відсотків газу(решта - повітря), а верхній рівень вибуховості досягає 32 відсотків газу (решта - повітря). Температурний режим займання прирівнюється до 550 градусів, а для спалювання 1 кубічного метра газу необхідно приблизно 5 кубічних метрів повітря. Коксовий газ не наділений кольором і смаком, проте він має терпкий запах нафталіну, тухлих яєць, що можна пояснити вмістом у його складі сірководню.