Полукоксование

ПОЛУКОКСОВАНИЕ (а. low-temperature carbonization; н. Schwellung; ф. semi-соkefaction, distillation seche, distillation а basse temperature; и. semiсоquizacion, semicarbonizacion) — термическая переработка твёрдого топлива (угля, горючих сланцев, торфа) путём его нагревания в специальных печах без доступа воздуха до 500-550°С. Основные продукты полукоксования: полукокс (выход 55-70%), первичный газ (80-100 м3/т), первичная смола (10- 40%).

Полукоксование бурого угля начало применяться в середине 18 века для получения осветительного масла. Промышленное полукоксование возникло в начале 19 века. В конце 19 века эти процессы утратили своё значение и только в 30-х гг. 20 века в связи с необходимостью получения бездымного топлива в Великобритании, а затем в Германии возобновилось промышленное производство полукокса из каменных углей.

Для полукоксования используют преимущественно угли с высоким выходом летучих веществ, дающие большой выход первичной смолы. Выход первичной смолы и полукокса зависит от качества исходного сырья, конструкции и режима печей.

Полукоксование состоит из 2 основных стадий: при 320-480°С интенсивно выделяются пары смолы, газа и образуется пластическая масса; при 480-550°С продолжается деструкция твёрдых остатков с образованием и выделением жидких и газообразных продуктов, образуется твёрдый полукокс.

Для полукоксования углей используют несколько типов печей (реакторов), отличающихся в основном типом теплоносителя (газовый, твёрдый) и системой обогрева (внутренний, внешний), которые должны обеспечить максимальный выход смолы, равномерный по свойствам полукокс, высокую производительность при минимальном расходе тепла на процесс. В печах с внешним обогревом тепло к углю подводится через обогреваемую стенку, при внутреннем — непосредственно к углю. Особенности большинства печей (реакторов) — высокая скорость термической обработки и значительная производительность (до 5-6 тысяч т угля в сутки).

Для термической обработки угля всё более широкое применение находят различные виды твёрдого теплоносителя (песок, мелкий кокс и др.). Полукоксование торфа и горючих сланцев, осуществляемое по технологии, аналогичной полукоксованию углей, большого распространения не получило.

Для полукоксования неспекающихся топлив (бурые угли, торф и др.) перспективен термоконтактный способ, который основан на пиролизе предварительно нагретого топлива за счёт тепла твёрдого теплоносителя-кокса, подготовленного в аппарате с кипящим слоем путём частичного его сжигания. Процесс термообработки производится в реакторе и называется термоконтактным полукоксованием. Полукокс используется как энергетические топливо, как восстановитель для некоторых металлургических процессов, для получения карбида кальция и др.; первичный газ — как сырьё для химического синтеза и в качестве топлива; первичная смола — для переработки в различные жидкие топлива.