Газификация угля

Получение оксида углерода

Оксид углерода имеет первостепенное значение как восстанови­тель в металлургии, а также играет значительную роль в химиче­ской промышленности. Наряду с применением в смеси с водородом он необходим [83], например, для карбонилирования олефинов в присутствии карбонилов металлов (до ненасыщенных карбоновых кислот и их производных — процесс Реппе) или кислотных катали­заторов (производство разветвленных карбоновых кислот по ме­тоду Коха). Крупномасштабные процессы получения оксида углерода базируются в основном на его отделении от других газообразных про­дуктов, получаемых газификацией природных топлив (твердых или жидких) кислородом и водяным паром. При газифика­ции даже чистым кислородом всегда образуется вода, которая затем взаимодействует с углеродом, давая оксид углерода и водород

взаимодействует с углеродом, давая оксид углерода и водород

поэтому таким  методом  получать только оксид углерода невоз­можно.
Превращение достаточно чистого углерода (в виде кокса) в присутствии кислорода  

Превращение достаточно чистого углерода (в виде кокса) в присутствии кислорода

первоначально приводит к диоксиду углеродакоторый при высоких температурах, низком давлении и в присут­ствии избытка углерода в дальнейшем реагирует с ним преимуще­ственно до оксида углерода:

преимуще­ственно до оксида углерода

Изложенное приводит к суммарной реакции «частичного горения» углерода в кислороде

приводит к суммарной реакции «частичного горения» углерода в кислороде

которая указывает на сильно экзотермический характер процесса и на большие трудности при отводе тепла и регулировании темпе­ратуры газификации.

Чтобы решить эти задачи, газификацию ведут в присутствии водяного пара или применяют воздух вместо чистого кислорода. Азот, присутствующий в воздухе, является агентом теплоотвода, и эффект от его применения можно рассчитать. В этом случае полу­чают так называемый генераторный газ, содержащий наряду с оксидом углерода небольшое количество диоксида углерода и 65—70% азота.

Раньше, когда кокс из каменного угля являлся относительно дешевым сырьем, процессы производства генераторного газа (од­ного или совместно с водяным газом) широко применяли и для других целей. На небольших газогенераторах производительно­стью до 400 м3 газа в час подвергали каменноугольный или нефттяной кокс газификации концентрированным кислородом; ослождений при регулировании температуры не было [84]. В этом случае получали достаточно чистый оксид углерода, в котором со­держание посторонних компонентов составляло всего 1—3%  (об.).

Если при частичном горении кокса добавлять к кислороду ди­оксид углерода, получается достаточно чистый оксид углерода, который можно применять, например, для промышленного произ­водства разветвленных карбоновых кислот по методу Коха [85].

Чтобы превращение СО2 в СО осуществить за один проход, требуется температура 900—1300°С в зависимости от скорости потока [86]. Если вместо диоксида углерода применяют дымовой газ, из-за незначительного содержания СО2 в этом газе образует­ся газ с небольшой концентрацией оксида углерода.