Міцні тверді шматки коксу, специфічного палива, гостро необхідного для роботи різноманітних металургійних заводів і складова частина повітря, найлегший газ – водень. Що може бути спільного? Насправді цей газ потрібен для завершення процесу коксування.
З історії коксохімії
Історія розвитку виробництва коксу та металургія нерозривно пов’язані. Отримання коксу стало важливим удосконаленням металургії, що розвивається. Це паливо при згорянні дає багато тепла, температура горіння коксу приблизно 1600 градусів за шкалою Цельсія. Звільнений від води, якої досить багато міститься в деревині та мінеральних домішок властивих кам’яному вугіллю або нафтовій сировині, кокс є відмінним відновником у процесі виділення чорних та кольорових металів із руд.
Історія відносить перші спроби коксування кам’яного вугілля до сімнадцятого століття, до перших спроб застосовувати для виплавки металу кам’яне вугілля. Чавун, що виходив при використанні цього мінералу в необробленому вигляді, був недостатньо хорошої якості. 1681 року німецькому хіміку Йоганну Бехеру було видано патент. У цьому документі йшлося про новий, «ніким і ніколи не випробуваний» метод отримання коксу з торфу та кам’яного вугілля. 1735 Абрахаму Дербі вдалося провести доменний процес, використовуючи як паливо тільки кокс. При цьому було отримано чавун гарної якості.
Наступним етапом пошуків найкращого палива та розвитку його виробництва для металургійної промисловості стало застосування водню в обробці продукту коксування. Широке застосування цього способу стало можливим після відкриття у ХХ столітті щодо недорогих способів отримання водню.
Як зараз використовують водень для одержання коксу?
Кокс виходить у процесі піролізу, інакше званого «сухою перегонкою». Піроліз є нагріванням органічної сировини до високих температур (950-1050 градусів Цельсія) без доступу повітря. При цьому вуглець, що міститься в кам’яному вугіллі, відходах нафтохімічного виробництва чи торфі не входить у реакцію з киснем повітря. В результаті виходять міцні шматки палива з високим вмістом вуглецю (близько 96%) та леткі продукти реакції – коксовий газ.
Незалежно від того, яку сировину було взято для коксування кам’яне вугілля або продукти крекінгу нафти, для отримання повноцінного коксу необхідна обробка воднем. Вона проводиться безпосередньо в камері, в якій відбувався піроліз кам’яного вугілля або важких залишків поділу нафти на фракції, тобто органічної сировини коксування. Водень, що нагнітається в коксохімічну піч, запобігає контакту її продукту з киснем повітря, а значить і окислення поверхневого шару. При цьому виходить якісніший кокс, що містить більше вуглецю.
Надзвичайно важливим є обессерювання коксу за допомогою водню. Спочатку будь-яка органічна сировина, що має здатність коксуватися, містить досить багато такої домішки, як сірка. При контакті з залізом, що видобувається з руди, вона може викликати в сталях, що одержуються, серйозний дефект, званий червоноломкістю металу. Така сталь покривається тріщинами і може зруйнуватися при спробі обробити її гарячими способами – куванням, прокатом або штампуванням. Обробка воднем сприяє видаленню сірки з коксівної сировини.
Після заповнення однієї з камер печі воднем по черзі заповнюють наступні. Після обробки коксу газова суміш, що вийшла, відводиться з камери. Готовий кокс остуджують та вивантажують. Газову суміш, виведену з камер, очищають, до неї додають чистий водень
, підвищуючи його концентрацію до потрібного відсотка, після чого вона знову прямує до коксових камер.
Переваги використання водню для одержання коксу
Більшу частину коксу, що виробляється на сьогоднішній день, споживає чорна металургія. Він є найоптимальнішим паливом для доменного процесу. Оброблений воднем кокс дозволяє не тільки виготовляти високоякісний чавун, а й виплавляти сталь відмінної якості.
Цікаві факти
Відкриття технології коксування з подальшою обробкою отриманого продукту воднем, дозволило отримати для металургії паливо цінніше, ніж всі його різновиди, що існували до цього. Не менш важливим вважається і те, що цей винахід позбавив світ масштабної екологічної катастрофи. Використовуване раніше деревне вугілля отримували випалом, піролізом деревини. Зростаючі потреби металургії, що розвивається, поглинали її в таких кількостях, що великі колись ліси почали стрімко танути.
Масштабне виробництво коксу з кам’яного вугілля, торфу та нафтопродуктів суттєво уповільнило цей згубний процес. Це врятувало не тільки екологічну ситуацію, а й запобігло зупинці промислових потужностей, що втратили більшу частину свого палива – деревного вугілля, яке виходило при піролізі, тобто нагріванні деревини без доступу повітря.
Винищення лісів загрожує зупинити не тільки виробництво заліза за часів Єлизавети Англійської наприкінці шістнадцятого століття та імператриці Єлизавети, що керувала Росією у ХІХ столітті. Та ж проблема постала і перед нащадками фараона Рамзеса II, який отримував мідь із понад тисячі мідеплавильних печей. Вирубування навколишніх лісів зупинило і це виробництво.
Відходи виробництва коксу довгий час служили сировиною для отримання водню href=”https://dpairgas.com.ua/?cat=39″ . Цей газ виділяється при газифікації коксу. Його можна отримати і при розкладанні коксового газу, у кожних 100 кубометрах якого міститься близько 58-60 кубометрів водню.
Найкращим вважається кокс, у якому міститься найбільша кількість вуглецю. Зольність, тобто мінеральні домішки та зайва волога знижують його якість. Тому в сучасному способі охолодження гарячого коксу, що виходить з печі, вода замінена інертними газами.
Водень та інші промислові гази можна придбати в компанії « DP Air Gas». Окрім технічних газів високої чистоти, Компанія пропонує до реалізації різноманітні суміші газів, що мають різне призначення, виконує всі необхідні роботи з післяпродажного обслуговування. Вони включають огляд, очищення, ремонт та фарбування балонів. Компанія DP Air Gas гарантує регулярне постачання газів відповідно до обумовлених з покупцем маршрутів та термінів. З більш повною інформацією про всі товари та послуги «DP Air Gas» можна ознайомитися тут.
