Ce este cocs? Acesta este un produs important din punct de vedere strategic obținut prin descompunerea termică fără oxigen. Este împărțit în mai multe tipuri. Deci, uleiul și pasarea, turbă și cocsul de cărbune sunt izolate. Dar principalul este cel din urmă. Coca de cărbune este cea care constituie componenta de bază a producției de furnale.
Produs important
Ce înseamnă cuvântul „cocs”? Morfologia acestui concept ne spune că este un reziduu solid combustibil format în timpul încălzirii termice fără oxigen a unor substanțe organice, inclusiv cărbune (maro sau piatră), ulei și turbă. Cuvântul în sine are rădăcini englezești. Coca nu înseamnă altceva decât produsul obținut prin descompunerea termică.
Producția de cocs în Rusia este o componentă importantă a complexului industrial. Conform statisticilor, acest produs important din punct de vedere strategic este produs anual în sumă de 27 de milioane de tone. În astfel de cantități, este vitală turnarea și industria metalurgică. Cel mai mare producător rus de cocs este Severstal. Această corporație deține propria producție de acest tip de combustibil și îl folosește pentru nevoile propriilor fabrici metalurgice. Cele mai mari cuptoare explozive deținute de Severstal sunt situate în Cherepovets. Acestea produc cocs de cea mai înaltă calitate.
încărca
Pentru a menține arderea cuptoarelor explozive este nevoie de o cantitate mare de cocs de cărbune. Acest produs este o masă sinterizată solidă, dar în același timp solidă. Se obține prin eliminarea volatilelor din cărbune.
Producția chimică de cocs se bazează pe un proces de hidroliză. În plus, este posibilă și distilarea uscată a cărbunelui. În orice caz, producția de cocs este asociată cu încălzirea produsului inițial fără cel mai mic acces la aer. Scopul hidrolizei este de a separa carbonul de toate celelalte substanțe care formează cărbune. Care este materia primă pentru producerea cocsului? Acesta este cărbune de diferite grade, inclusiv grăsime și cocs, gaz și slab. Astfel de materii prime se numesc taxă. Baza acestui produs este cea mai scumpă varietate - cărbune cocsificant. Taxa este livrată instalațiilor metalurgice ruse din zăcămintele Kuzbass și Pechora. Yakutia poate fi mândră de depozitele bogate de cărbune cocsificator. Aici sunt exploatate pe teritoriul Neryungri, la care a fost trasată o linie de cale ferată special.
Datorită scării sale, producția de cocs necesită o cantitate mare de materii prime. Se livrează magazinelor de producție în vagoane vrac. Aici, taxa este încărcată în turnuri imense, în care mecanisme speciale, precum pompele, pompează cărbunele care intră în coloane de cocs. Iarna, taxa ajunge, de regulă, într-o stare înghețată. Și, prin urmare, înainte de descărcare este încălzit direct în mașini, conducându-le în hangaruri speciale uriașe.
Pregătirea sarcinii
Producția de cocs în sine începe cu sortarea taxei. Tot cărbunele care a ajuns la uzină este împărțit prin proprietatea și compoziția sa în grupurile necesare. După aceasta, amestecul este zdrobit și amestecat. Ceea ce urmează este dozarea sa. Se realizează pe cântare automate. După o astfel de preparare, amestecul este îmbogățit folosind îndepărtarea prafului, screening, spălare, flotare și alte metode. Toate acestea vă permit să eliminați impuritățile din materiile prime. După ce încărcarea trebuie să fie uscată și alimentată până la stadiul final de zdrobire, ceea ce duce la cereale a căror rază nu depășește 3 mm.
Materiile prime preparate în acest fel sunt gata să înceapă producția de cocs de furnal. Acesta este reîncărcat în unitățile de amestecare, apoi intră în coșurile de depozitare situate în turnul de cărbune.
Baterii de cocs
Materia primă finisată, necesară pentru a realiza producția de cocs, este turnată din mină de cărbune în buncărul de încărcare. După aceea, este livrat bateriilor de cuptor cu cocs. Acesta este un sistem format din mai multe camere în care are loc procesul de producție a produsului final.
Cuptorul de cocs este o structură, al cărei pereți sunt căptușiți cu cărămizi refractare. Lungimea sa este de 13-15 m, lățimea sa de 0,4-0,5 m, înălțimea sa de 5-5,5 m. Astfel de dimensiuni ale camerei permit realizarea procesului de cocs într-un ritm destul de rapid.
În arcadele unor astfel de camere există trei sau patru trape cu capace de închidere strânsă. Sunt concepute pentru încărcarea materiilor prime. Pereții de capăt ai camerelor au și uși metalice sigilate. În procesul de formare a cocsului, producția necesită eliminarea produselor gazoase care rezultă din aceasta. Acest lucru este prevăzut și în proiectarea camerelor. În partea lor superioară, au înălțări speciale de-a lungul cărora substanțele volatile intră în colectorul de gaze.
Într-un moment în care producția de cocs este în desfășurare, tehnologia procesului necesită o încălzire semnificativă a camerelor. Pentru aceasta, se construiesc stive speciale între ele. Ele reprezintă un întreg sistem de canale de încălzire prin care se deplasează gazele fierbinți. Drept urmare, pereții camerelor sunt încălziți. În partea de jos a instalațiilor pentru producerea de cocs, sunt amplasate regeneratoare. Sunt necesare pentru încălzirea camerelor cu gaze furnizate prin conductele de gaz, precum și pentru cele care părăsesc aerul.
Încălzirea cu încărcare
Există o șină de cale ferată deasupra camerelor cuptorului de cocs. O mașină de încărcare se deplasează de-a lungul ei. Din ea, amestecul prin trape intră în cameră. Acest lucru se datorează mecanismelor speciale amplasate pe mașină, care se pot deșuruba și apoi închide capacele sigilate.
O mașină specială de evacuare a cocsului se deplasează de-a lungul unei șine situate de-a lungul uneia dintre laturile camerei. Ea este cea care vine pe ușile laterale și le deschide. În plus, acest dispozitiv împinge cocsul rezultat. Pe de altă parte, o mașină de stingere se apropie de cameră. El ia produsul fierbinte și îl transportă în zona de sub turnul de stingere, apoi îl descarcă pe o rampă.
Educația produsului final
Toate producțiile de cocs metalurgice respectă cu strictețe procesele tehnologice care necesită să împiedice pătrunderea aerului în cameră. Cum merge? Procesul de producție a cocsului începe imediat după ce mașina de încărcare livrează o doză măsurată de încărcare în cameră. În același timp, trapanele sale sunt închise și dispozitivele de încălzire sunt activate.
Ce se întâmplă în faza inițială când se realizează producția de cocs? Tehnologia procesului din prima etapă prevede eliberarea de gaze și apă din materiile prime finite. După aceasta, amestecul se topește și se stabilește. O creștere suplimentară a temperaturii duce la extinderea acestui produs intermediar. Acest lucru se datorează evoluției ulterioare a gazelor și vaporilor. În plus, încărcarea se solidifică treptat. Care este ultima etapă a procesului care are ca rezultat cocs? Producerea acestui produs se realizează în timpul crăpării și contracției tortului. Ca urmare, are loc formarea așa-numitului tort de cocs. Toate fracțiunile având o formă vapori-gaz sunt evacuate de-a lungul colțurilor către colectorul de gaz.
Procesul de încălzire a încărcării în camere merge de la pereții încălziți până la centru. Datorită conductivității termice scăzute a materiilor prime în diverse locuri, etapele de cocsare sunt în diferite etape.
Întregul proces de formare a cocsului durează de la 14 la 17 ore.Durata acesteia depinde de temperatura de ardere a încărcăturii, compoziția și dimensiunea camerei.
După finalizarea procesului de producere a cocsului, dispozitivele de încălzire se opresc și cățelele se suprapun. Un ejector este potrivit pentru ușile cuptorului de cocs, cu ajutorul căruia produsul rezultat este descărcat într-un stâlp. Astfel, cuptorul este eliberat. După aceea, ejectorul atârnă ușile etanșe și merge pe șine până la camera următoare. Urmează, de asemenea, o mașină de încărcare. El deschide trapa și încarcă o nouă doză de încărcare reciclată.
Livrare de produse la turn
Coca obținută în camere trebuie stinsă. La urma urmei, după contactul său cu aerul, are loc o combustie spontană. În mașina de stingere, cocsul este livrat în turn, unde este în sfârșit stins de apă. Apoi, produsul se varsă din mașină pe o suprafață înclinată de beton numită rampă. Aici, în douăzeci de minute, se răcește. După aceasta, cocsul este transportat de transportoare pentru a sorta.
Produse asociate
Producția de cocs nu este posibilă fără eliberarea de substanțe volatile. Sunt un amestec de gaze și vapori. Astfel de componente sunt denumite în mod colectiv gaz direct la cuptorul de cocs. După prelucrarea unei tone de amestec, a cărui umiditate ajunge la 6%, se obțin 270 kg de gaz cuptor direct. În termeni de volum, această cifră este de 330 de metri cubi.
În gazul cuptorului direct cu gaz obținut dintr-o tonă din încărcare conține:
- aproximativ treizeci de kilograme de gudron de cărbune;
- 10 kg benzen brut;
- 3 kg amoniac;
- 5 kg de hidrogen sulfurat;
- 80 kg de apă;
- 140 kg de gaz retur.
Până de curând, producția de cocs era singurul furnizor care oferea hidrocarburi benzenice. Cu toate acestea, după dezvoltarea sectorului de rafinare a petrolului, a fost posibilă obținerea acestor produse cu mai puține investiții. Aceasta a dus la faptul că ponderea producției de cocs în aprovizionarea cu hidrocarburi de benzen a scăzut la patruzeci la sută. Acest produs este utilizat ca materie primă în procesul de sinteză organică. Fracția sa ușoară este procesată cu benzen brut.
Alte tipuri de subproduse după rectificarea și prelucrarea lor cu reactivi chimici, precum și după congelare și cristalizarea ulterioară, permit obținerea a aproximativ trei sute de compuși chimici de înaltă calitate.
Consumul de ulei
Această substanță naturală, ca și cărbunele, este importantă pentru țara noastră. Producția lor de cocs și produse petroliere, care sunt:
- combustibil;
- ceresine și parafine;
- uleiuri lubrifiante;
- bitum;
- unsoare;
- materii prime destinate principalului complex organic și petrochimic;
- alte produse.
Coca de petrol
Această frază este de natură colectivă. Coca de petrol este înțeleasă ca produse de prelucrare profundă a „aurului negru”. Materiile prime pentru producerea sa sunt componentele obținute în prelucrarea primară a uleiului. Acestea sunt gudron și semitrans, asfalt și extract.
Producția de cocs petrolier are loc într-unul din două moduri:
- cocs cu întârziere, care se realizează în reactoarele neîncălzite;
- în instalațiile de distilare care folosesc reactoare orizontale încălzite.
Prima dintre aceste două metode este cea mai populară. Cu ajutorul său, aproape optzeci la sută din acest tip de produs este produs.
Coca de petrol este utilizată ulterior la fabricarea electrozilor, precum și a maselor de anod și a anodilor pentru topirea aluminiului. Acesta își găsește aplicarea în procesele tehnologice de fabricație a metalelor de ardere, abrazive, siliciu. Coca de petrol este utilizată pe scară largă în industria chimică.
Obținerea acestui produs are loc la presiune scăzută. În același timp, temperatura este menținută de la 480 la 560 de grade.Aceasta permite producerea de cocs de petrol și benzină, gaze de hidrocarburi, precum și fracții de kerosen-gaz.
Procesul de cocsare este divizarea tuturor componentelor care alcătuiesc materia primă. În acest caz, se formează fracții de distilat lichid și gaze de hidrocarburi.
Procesul industrial de producere a cocsului petrolier se desfășoară cu trei tipuri de plante. În plus față de cocsarea periodică în cuburi speciale și un proces de încetinire în camere, acesta poate apărea continuu în masa fluidizată a purtătorului de cocs. Luați în considerare unul dintre ele, care este folosit cel mai des, mai detaliat.
Cocs lent
Acest proces se numește și semi-continuu. Această metodă de producere a cocsului petrolier este cea mai frecventă în practica mondială. Aceasta implică un astfel de proces tehnologic în care materia primă preîncălzită la 350-380 grade este alimentată continuu pe plăci speciale situate în coloane de distilare. Astfel de instalații funcționează la presiune atmosferică. Materiile prime pentru producerea cocsului petrolier curg pe plăci și sunt în contact cu vaporii care se ridică din aparatul de reacție. Rezultatul acestui transfer de masă și căldură este condensul. El este cel care formează, împreună cu produsul inițial, materii prime secundare pentru a fi încălzite în continuare la 490-510 grade în cuptoarele cu tuburi.
Apoi, amestecul intră în camerele cuptorului de cocs. Acestea sunt cilindrii goi situate vertical, a căror înălțime atinge 22-30 metri și un diametru de 3-7 m.
Masa de reacție intră continuu în camerele cuptorului. Mai mult, acest proces durează de la 24 la 36 de ore. În acest timp, masa, datorită căldurii pe care o ține, se cocă treptat. Când camera este umplută cu 70-90 la sută cu produsul final, aceasta este îndepărtată folosind un jet normal de apă sub presiune ridicată.
În continuare, cocsul este plasat într-un concasor, în care este zdrobit în bucăți a căror dimensiune nu depășește 150 mm. După aceea, produsul este alimentat pe ecran folosind un elevator, sortându-l în fracțiuni de diferite dimensiuni. Camera în care a fost obținut cocsul este supusă încălzirii cu vapori de apă și a vaporilor care sunt furnizați de la dispozitivele de lucru. În continuare, rezervorul este din nou umplut cu materii prime.
După trecerea prin proces, apar produse volatile. Acesta este un amestec vapori-lichid care este descărcat continuu din camerele existente și separat în secvențial în gaze, mai întâi într-o coloană de distilare, apoi într-un separator de apă și bloc de gaz, precum și într-o coloană de striping.