Szénfeldolgozás - gyermekek enciklopédiája (első kiadás)
A szén az emberiségnek hosszú ideje ismert. Azonban csak a kohászat fejlesztésével, a gõzhajók, a gõzmozdonyok és a széntüzelésû erõmûvek megjelenésével, kivonása és használata erõteljesen nõtt. Különösen nagy jelentőséggel bír a szén, amikor megtudta, hogy számos értékes terméket kap.
A szén, valamint az olaj főleg szénből és hidrogénből áll. A sarokba nagyon összetett szénhidrogén vegyületek, amelyek nagy molekulatömegű szénatommal és hidrogénnel rendelkeznek. Ezek a nagy és nagyon összetett molekulák instabilak: elegendő a szén felmelegedése, különálló gáz, folyékony és szilárd szénhidrogének előállítása.
Ha például a szenet égetik például egy kazán kemencében, akkor gáz- és folyékony szénhidrogének is kibocsátódnak. De azonnal kiégnek. Most, ha először kivinnétek ezeket az értékes anyagokat a szénből, majd használhatják üzemanyagként! És ilyen módszert találtak. Ehhez a szén a levegőhöz való hozzáférés nélkül melegszik. Ezt a szénfeldolgozási módszert széles körben használják az iparban.
Ilyen rendszer a szén érkezik szintetikus benzin
A szén hőkezelésénél a fűtési hőmérséklet nagy jelentőséggel bír, mivel a különböző bomlástermékek gyártása attól függ. Tehát, ha a szén levegő nélkül 500-600 ° -kal fűthető, akkor primer gázt - gázhalmazállapotú szénhidrogéneket és primer gyantát - folyékony szénhidrogének keverékét bocsát ki. A gyantában lévő folyékony szénhidrogének azonban ezen a hőmérsékleten elpárolognak. Gázokat tartalmazó gyantatartalmú gőzök keverékét kapjuk. A gáz és a kátrány szétválasztása után a szén félkoksává alakul, amelynek szilárd porózus darabjai vannak. Ezt a szénfeldolgozási eljárást félcsomagolásnak nevezik.
A gáz és a gőzök keverékét lehűtik, és a gyantát folyadék, viszkozitás és olajhoz hasonló színű folyadék formájában szabadítják fel. Minden köbméter elsődleges gáz 70 g könnyű benzin frakciót tartalmaz - benzin. A szétválasztáshoz a gázt áteresztik egy olajrétegen, amely felemeli és elnyeli a benzin frakcióit. A tisztított gáz jó üzemanyag.
A félvezető égés füst és korom nélkül, magas hőmérsékletet ad. A nagy hőerőműveknél, ahol sok szén fogyasztódik, előnyösebb, ha először feldolgozzák félkószká. A mérnökök számították ki, hogy ha csak egy, 100 000 kw kapacitású erőmű kerül átalakításra a szénből a fél kokszra, akkor egyidejűleg 150 tonna gyanta és mintegy 250 000 köbméter gáz keletkezhet egyidejűleg a villamos energiával.
A gyanta sok fenolt tartalmaz, amelyet műanyagok és festékek előállításához használnak. Ezt állítunk elő fenolból és egyéb, nagyon értékes terméket - szalicilsav, amely kész a gyógyszerek, például aszpirin és salol. Ha a gyanta, hogy kezelje a primer oldószer, például alkohol keverékét, és a benzol, akkor válasszon ki egy montánviaszt amely gyártásához bútorok lakkok, kenőcsök és egyéb termékek.
A szénből származó mesterszóna hidrogénezéssel érhető el: a szén hidrogénnel telít, és nagy fűtőértékű folyékony üzemanyagot kapunk. Az őrlőberendezésben levő széthordott szenet gyantán keverjük össze, és a kapott pépes keveréket hideggázt melegítjük melegítőben. Ezután a hidrogénező berendezésben nagyon nagy nyomáson és hőmérsékleten a szén folyékony állapotba keveredik, és hidrogénnel telít. Az így kapott folyékony tüzelőanyagot a frakcionálás céljára a desztillálóberendezésbe visszük, és annak egy részét - a szénnel való újra összekeveréshez.
Azonban egy ilyen benzin előállítási eljárás bonyolult és költséges, így jelenleg a Szovjetunióban a benzin túlnyomó részét olajból kapják.
A legszélesebb körben alkalmazott módszer a szén - kokszolás termikus feldolgozásának másik módja. 900-1000 ° C-ig terjedő levegő nélkül.
A szenet 3 mm-nél nem nagyobb darabokra préselik. Amikor kokszoló kitermelt gázállapotú szénhidrogének ez - kokszolókemence gáz és a folyadék - kőszénkátrány és a szén darab tömörített, és szintereléssel alakítják ki a szilárd, porózus masszát - koksz. Tüzelőanyagként és az érc-oxidok redukciójához használják fel a nagyolvasztó kemencében.
A kokszolókemencéket kokszolókemencékben állítják elő. Általában kókusz elemekké - 40-60 kályhával kombinálva. A kokszoló kemence kb. 14 méter hosszú és 5 méter magas keskeny kamrában van, szélessége mindössze 50 cm, így a szén jól felmelegszik. Melegen forraljon a szén a kamra oldalfalain keresztül, tűzálló téglával.
Ha a kokszolókemencét egy szekcióban vizsgálja, akkor egy réteges tortahoz hasonlít: minden egyes kokszoló kemencét elválasztja egymástól egy olyan fűtőelosztó, amelyben forró gáz áthalad. A kamra mindkét oldalán ajtó zárva van. A kamerák felett egy rakodóautó mozog a sínek mentén, ahonnan a szén be van töltve a kamrákba a betöltő nyílásokon keresztül.
Miután a kamrát feltöltötték a szén, egy speciális mechanizmus segítségével állították be. Az ajtók hermetikusan tömítettek és a kokszolási folyamat megkezdődik.
Kőkamrát és gyantagőzöket szívtak a kamrákból a ventilátorokba a gázkollektorba. Ha a szénből 500-600 ° C-ra hevítik, mint a félvezető, az elsődleges gázt és az elsődleges gyantát felszabadítják. A gyanta gázok és gőzök keveréke, amely a kamra felső részébe kerül, a magas hőmérséklet miatt részben bomlik. Koksgáz és kőszénkátrány nyerhető. További melegítés mellett a szénből további gázok keletkeznek, és a szén maga körül forrázódik, és kokszpétet képez. A kokszolási eljárás körülbelül 16 óráig tart.
A kokszolás befejezése után egy speciális gép - egy kokszoló - a fűtött koksz tortát az oldalsó ajtóba tolja. A kokszoló tolóereje a sínek mentén mozog a teljes kokszolókemencében, és váltakozva a kész kokszot a kamrákról nyomja. A koksz egy nagy magasságból a vázra esik, és külön darabokra bomlik. Az elektromos mozdony meghajtja a kocsit forró kokszal a hűtőtoronyhoz, ahol vízzel van lehűtve. Lehűlés után a koksz azonos méretű darabokra válogatva és egy kohászati üzembe kerül.
A kamrákat elhagyó kokszkemencékben a kőszénkátrány és számos egyéb vegyi anyag gőz formájában található. Minden köbméter kb. 120 volt gyantát, legfeljebb 40 g benzolt és körülbelül 10 g ammóniát tartalmaz.
Ezért a kokszolókemencéből először ezeket az anyagokat elkülönítik és alaposan tisztítják a tisztító telepeken. Azt is elválasztja a piridint, amelyet bizonyos gyógyszerek, különösen piramidon előállítására használnak.
A koksz-gáz jó üzemanyag. A kokszolókemencék fűtésére szolgál. De tartalmaz metánt, hidrogént, szénmonoxidot, etilént és más anyagokat, amelyeket kémiai nyersanyagokként használnak.
Szén kátrány is feldolgozásra került. Egy csőszerű berendezésen desztillálódik, és külön frakciókra oszlik: könnyű, közepes és nehéz olajok, antracén olaj és szurok. A könnyű, közepes és nehéz olajok olyan anyagokat állítanak elő, mint a benzol, a fenol és a naftalin. Az antracén antracénolajból származik. Festékek készítésére használják. A naftalin színezékek, orvosi készítmények és a mindennapi életben történő előállítására használható. A pályán a tetőfedő és a tetőfedő járművek gyártása folyik.
Ha a koksz és mészkő keverékét elektromos íves lángban 3000 ° -ra hevítik, akkor kalcium-karbidot kapunk. És ha a kalcium-karbidot vízbe engedjük le, akkor acetilén keletkezik. Jelenleg jelentős mennyiségű gázt kapnak ilyen módon.
A szén feldolgozásának egyik módja a gázosítás. Ezzel a feldolgozási módszerrel a szilárd tüzelőanyag-szén átalakul gáztüzelésű gázokká.
Burn kazánok gáz sokkal kényelmesebb, mint a szén: hamu keletkezik, akkor nem kell tölteni a fáradságot, hogy etetni szenet a kemencébe: gáz maga a csövön keresztül áramlik be a kemencébe, és éget.
A szén gázosítása gázgenerátorokban történik. Ez egy tűzálló téglából készült függőleges kemence. Ez fölött szénbe öntik, és levegőt fújnak lentről. A gázgenerátorban a szén hiányos égése és a szén-monoxidban és más illékony termékekben gazdag gáz elhagyja a csövet.