Очистка газа и получение химических продуктов из угля. Количество и состав прямого (неочищенного) газа, получаемого коксованием угля, зависят от типа угольной шихты и производственных условий [10, 15]. В табл. 8 и 9 даны свойства продуктов коксования в зависимости от условий процесса и вы хода летучих из шихты.
На рис. 32 представлена схема потоков при очистке коксового газа, начиная от прямого (неочищенного) газа до обратного (очищенного) магистрального газа; расположение отдельных стадий соответствует технологии, применяемой на коксовых заводах ФРГ.
Прямой газ, выходящий из коксовых камер при 750—850 °С, поступает через стояки в общий для всех печей газосборник и там охлаждается (путем орошения аммиачной водой) до ≈ 110°С. При этом выделяется уже 60—70% смоляных компонентов. Затем прямой газ охлаждается водой в холодильниках до 20—30°С. При этом конденсируются большая часть оставшейся смолы и нафталина, а также вода. Смола и аммиачная вода, образующиеся в результате конденсации, вследствие разности плотностей разделяются в смолоотделителях, преимущественно под давлением. Смола, еще оставшаяся в неочищенном газе в виде мельчайших капелек, удаляется в электрофильтрах до содержания 0,1 — 1 г на 100 м3 газа.
Состав коксовой смолы, весьма богатой ароматическими соединениями, в значительной степени зависит от применяемой шихты и выбранных условий коксования (см. табл. 8 и 9).
Таблица 8. Количество и состав углеродсодержащих продуктов коксования в зависимости от условий процесса
| Наименование | Температура дымовых газов, °С | |||||
|
| 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 |
| Прямой газ |
|
|
|
|
|
|
| выход (в расчете на ОМУ), м3/т | 315,4 | 342,3 | 344,8 | 351,7 | 362,1 | 372,1 |
| то же, в пересчете на газ с ус- | 404,7 | 432,3 | 428,7 | 434,7 | 440,4 | 440,7 |
| ловной теплотой сгорания 4300 |
|
|
|
|
|
|
| ккал/м3 (18 060 кДж/м3) |
|
|
|
|
|
|
| теплота сгорания, ккал/м3 | 5517 | 5430 | 5347 | 5315 | 5320 | 5092 |
| (кДж/м3) | (23099) | (22734) | (22387) | (22253) | (21897) | (21319) |
| плотность, кг/м3 | 0,450 | 0,442 | 0,439 | 0,435 | 0,427 | 0,415 |
| теплосодержание (в расчете на | 1740 | 1859 | 1843 | 1869 | 1894 | 1895 |
| ОМУ), ккал/кг (кДж/кг) состав, % | (7285) | (7783) | (7716) | (7825) | (7930) | (7934) |
| СО2 | 1,6 | 1,6 | 1,7 | 1,6 | 1,4 | 1,5 |
| СО | 4,6 | 4,7 | 4,9 | 4,8 | 5,3 | 5,8 |
| H2 | 60,4 | 61,2 | 61,7 | 61,9 | 62,7 | 63,4 |
| CH4 | 27,4 | 26,9 | 26,5 | 26,2 | 25,8 | 24,8 |
| С2 и выше | 3,7 | 3,3 | 2,9 | 3,1 | 2,5 | 2,3 |
| N2 | 2,2 | 2,2 | 2,3 | 2,3 | 2,2 | 2,1 |
| O2 | 0,1 | 0,1 | — | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Смола |
|
|
|
|
|
|
| выход (в расчете на ОМУ), кг/т | 34,7 | 36,8 | 37,8 | 36,9 | 35,3 | 34,5 |
| плотность при 20 °С, кг/м3 | 1139 | 1150 | 1161 | 1169 | 1690 | 1180 |
| фракционный состав, % |
|
|
|
|
|
|
| до 180 °С | 1,6 | 1,7 | 1,5 | 1,0 | 0,7 | 0,6 |
| 180—230 °С | 12,1 | 10,2 | 9,5 | 9,6 | 9,1 | 8,4 |
| 230—270 °С | 8,8 | 9,1 | 10,5 | 11,0 | 11,1 | 11,1 |
| >270°С | 27,0 | 25,8 | 25,8 | 24,1 | 23,2 | 22,9 |
| содержание пека с т. разм. 67 °С, % состав | 50,5 | 53,2 | 52,7 | 54,3 | 55,9 | 57,0 |
| а) в расчете на сырую смолу, % |
|
|
|
|
|
|
| нафталин + тионафтен | 6,6 | 8,3 | 9,4 | 9,1 | 11,4 | 11,2 |
| метилнафталины | 4,6 | 2,7 | 2,5 | 1,9 | 1,9 | 1,6 |
| диметилнафталины | 1,6 | 1,0 | 2,2 | 2,3 | 2,1 | 1,8 |
| сырые фенолы | 2,1 | 1,9 | 2,1 | 1,7 | — | 1,6 |
| б) в расчете на сырые фенолы, % |
|
|
|
|
|
|
| фенол | 35,9 | 30,6 | 29,1 | 26,9 | — | 29,8 |
| о-крезол | 11,0 | 13,5 | 14,9 | 12,9 | — | 9,3 |
| м- и п-крезол | 38,6 | 35,7 | 32,7 | 31,1 | — | 31,1 |
| диметилфенолы | 7,0 | 18,6 | 22,1 | 25,9 | — | 26,7 |
| высококипящие фенолы | 7,5 | 1,6 | 1,2 | 3,2 | — | 3,1 |
| в) в расчете на ОМУ, кг/т |
|
|
|
|
|
|
| нафталин | 2,290 | 2,963 | 3,553 | 3,538 | 4,024 | 3,864 |
| гомологи нафталина | 2,151 | 1,321 | 1,777 | 1,550 | 1,412 | 1,173 |
| фенол | 0,258 | 0,210 | 0,227 | 1,166 | — | 0,169 |
| производные фенола | 0,460 | 0,476 | 0,552 | 0,450 | — | 0,397 |
| пек | 17,524 | 18,992 | 19,921 | 20.037 | 19,733 | 19,665 |
| Сырой бензол |
|
|
|
|
|
|
| содержание в прямом газе, г/м3 | 29,8 | 29,8 | 30,1 | 30,1 | 29,8 | 27,9 |
| выход (в расчете на ОМУ), кг/т | 9,40 | 10,21 | 10,37 | 10,57 | 10,81 | 10,37 |
| плотность при 20 °С, кг/м3 | 868 | 872 | 878 | 882 | 880 | 885 |
| n20D | 1,4930 | 1,4970 | 1,4984 | 1,4999 | 1,4988 | 1,5017 |
| бромное число, г Br2/100 г | 10,5 | 15,0 | 11,2 | 11,0 | 5,5 | 9,0 |
| фракционный состав |
|
|
|
|
|
|
| н. к.,°С | 75,6 | 76,5 | 78,0 | 77,7 | 77,6 | 79,1 |
| до 100°С, % | 69 | 75 | 71 | 77,5 | 84,3 | 85,0 |
| до 150°С, % | 93 | 91 | 93 | 95,0 | 98,7 | 95,7 |
| к. к.,°С | 164 | 182 | 184 | 188 | 162,6 | 196,0 |
| состав |
|
|
|
|
|
|
| а) в расчете на сырой бен- |
|
|
|
|
|
|
| зол, % |
|
|
|
|
|
|
| бензол | 64,3 | 65,8 | 65,1 | 68,2 | 72,0 | 75,4 |
| толуол | 23,3 | 21,0 | 21,7 | 18,7 | 20,2 | 15,0 |
| этилбензол + м- и n-кси- | 6,1 | 5,2 | 5,7 | 4,6 | 4,6 | 3,3 |
| лолы |
|
|
|
|
|
|
| о-ксилол | 1,0 | 0,8 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,5 |
| стирол | 1,0 | 0,7 | 1,2 | 0,9 | 0,1 | 0,9 |
| высококипящие | 1,4 | 1,1 | 2,1 | 1,8 | 0,5 | 1,4 |
| нафталин | — | 0,4 | 0,6 | 1,2 | 0,5 | 1,0 |
| неароматические | 2,9 | 5,0 | 2,7 | 3,8 | 1,4 | 2,5 |
| б) в расчете на ОМУ, кг/т |
|
|
|
|
|
|
| бензол | 6,044 | 6,718 | 6,751 | 7,209 | 7,783 | 7,819 |
| толуол | 2,190 | 2,144 | 2,250 | 1,977 | 2,184 | 1,556 |
| ароматические С8 | 0,761 | 0,684 | 0,809 | 0,666 | 0,584 | 0,487 |
| неароматические | 0,273 | 0,510 | 0,280 | 0,402 | 0,151 | 0,269 |
| высококипящие (к. к. | 0,132 | 0,153 | 0,280 | 0,317 | 0,108 | 0,249 |
| 144 °С) |
|
|
|
|
|
|
| Сырой нафталин |
|
|
|
|
|
|
| содержание в прямом газе, г/м3 | 0,236 | 0,403 | 0,470 | 0,475 | 0,536 | 0,513 |
| выход (в расчете на ОМУ), кг/т
Аммиак | 0,074 | 0,138 | 0,162 | 0,167 | 0,194 | 0,191 |
|
содержание в прямом газе, г/м3 | 6 88 | 6,60 | 6,93 | 6,69 | 6,66 | 5,47 |
| суммарное количество в коксо- | 3,30 | 3,33 | 3,27 | 3,16 | 3,18 | 2,77 |
| вом газе и конденсате (в расче- |
|
|
|
|
|
|
| те на ОМУ), кг/т |
|
|
|
|
|
|
| выход (NH4)2SO4 (в расчете на | 1,28 | 1,29 | 1,27 | 1,22 | 1,23 | 1,08 |
| ОМУ), % |
|
|
|
|
|
|
| Сероводород |
|
|
|
|
|
|
| содержание в прямом газе, г/м3 | 8,63 | 7,90 | 7,64 | 7,77 | 7,89 | 7,89 |
| суммарное количество в коксо- | 2,76 | 2,75 | 2,67 | 2,77 | 2,90 | 2,98 |
| вом газе и конденсате (в расче- |
|
|
|
|
|
|
| те на ОМУ), кг/т |
|
|
|
|
|
|
| Конденсат |
|
|
|
|
|
|
| выход (в расчете на ОМУ), л/т | 129 | 130 | 112 | 123 | 115 | 129 |
| состав, г/л |
|
|
|
|
|
|
| СО2 | 4,80 | 3,66 | 2,00 | 1,54 | 1,37 | 1,09 |
| HSCN | 0,36 | 0,55 | 0,63 | 0,83 | 0,66 | 0,62 |
| HCN | 0,01 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,08 |
| фенолы | — | 2.56 | 2,55 | 1,94 | 1,56 | 1,36 |