Использование кокса: Кокс и его применение. Виды кокса.

Применение кокса | Металлургический портал MetalSpace.ru

Почему каменноугольный кокс в металлургии вытеснил древесный уголь? Пользуясь древесным углем, невозможно было удовлетворить потребности промышленности в металле. Во-первых, это обратило бы земной шар в безлесную пустыню. Во-вторых, древесный уголь имел малую прочность. Для производства большого количества металла необходимо было строить доменные печи больших размеров. Чем выше доменная печь, тем больше столб руды, флюсов, угля, тем большая нагрузка приходится на уголь. Не выдерживая нагрузки, уголь крошится. Образовавшаяся при этом угольная пыль набивается между кусками руды. Газы не могут преодолеть сопротивление столба шихты, плавка замедляется, а то и прекращается полностью. Хрупкость, недостаточная прочность древесного угля не позволяла сооружать большие домны. Для этого необходим был более прочный углеродистый материал.

Все это не значит, естественно, что неизбежная победа каменноугольного кокса оказалась простой и легкой. Путь кокса в домны оказался длиной почти в двести лет.

И каменный уголь, и кокс, получаемый из него, содержат немало примесей, которых нет в древесном угле. Так, в древесном угле практически нет серы, а в каменных углях ее немало. Даже в малосернистых углях, добываемых в Кузнецком каменноугольном бассейне (Кузбассе), содержится до одного процента серы. В углях Донецкого угольного бассейна ее в три раза больше, а из шахт Кизеловского бассейна в Пермской области, где добывали коксующийся уголь в Х1Х – ХХ вв. серы 3 – 5%. Сера из кокса попадает в чугун, а из него в сталь. Чем больше серы в стали, тем хуже она работает при высоких температурах. Именно примеси серы делают металл ломким в нагретом состоянии (прокатка, штамповка). Это и называется «красноломкостью».

Стандарты устанавливают очень жесткие нормы содержания серы в сталях и ограничивают применение стали, в которой «много» серы. Конечно, серу кокса можно связать в шлаки. Но это означает, что в домну надо подать дополнительное количество флюсов, в основном, известняка и доломита. А чтобы их нагреть, расплавить шлак, нужно подавать дополнительные тонны кокса, при этом уменьшается производительность доменной печи.

После сгорания древесного угля остаются всего десятые доли процента золы. А зольность каменного угля и тем более кокса намного выше. В среднем, зольность металлургического кокса, полученного из каменного угля, составляет 10 – 12%. Зола является балластом, и ее обращают в плавкий шлак. А для этого в доменную печь надо добавлять дополнительно флюсы, в основном, известняки и доломиты, а значит расходовать больше тепла на плавление шлака.

Что же такое кокс? Сравним каменный уголь и приготовленный из него кокс. Уголь – вещество черного цвета. В нем заметны блестящие и матовые прослойки. Кокс – серо-стального цвета, плотный, оплавленный, намного прочнее угля. Уголь горит коптящим пламенем, а кокс дает розовато-голубое пламя без следов копоти. Отличаются они и по химическому составу.

Кокс – точнее его горючая масса – почти чистый углерод. В угле же содержится много водорода и кислорода. Получают кокс путем нагрева каменного угля без доступа воздуха. При этом разлагается вещество угля, выделяются газообразные продукты распада.

Как топливо уголь известен человечеству более 25 столетий, а поделочный камень (гагат), тот же уголь по происхождению, известен намного раньше.

Еще ученик Аристотеля Теофраст в книге «История камня» сравнивал каменный и древесный угли и указывал на возможность применения каменного угля для выплавки металлов.

В Европе добыча угля как топлива велась уже римлянами на территории Британии. Имеются сведения, что более двух тысяч лет назад в Китае, в провинции Юннань, производили кокс. Письменные источники указывают на подземную добычу угля в XII в. на территории Бельгии и Моравии (тогдашней Чехии). С XIII в. в Европе известны случаи применения каменного угля в кузнечных горнах. Эти сорта угля и в настоящее время в Западной Европе называют кузнечными.

Первые патенты по коксованию углей относятся к концу XVII в. Пионерами в этом деле не зря стали англичане.

Для получения древесного угля в XV—XVI вв. на английских островах было предано сожжению столько лесов, что над ними нависла угроза полного истребления. А ведь немало древесины требовалось и для строительства домов, кораблей, мостов. Было тут, отчего забить тревогу. Напомним, что в 1558 г. королева Елизавета издала указ, запрещавший на большей части территории Англии использовать лес для выжига древесного угля. Но, видимо, металлурги ухитрялись нарушать королевское веление, поэтому спустя четверть века появился новый государственный указ, согласно которому в ряде графств вообще не разрешалось заниматься выплавкой железа. В последующие годы этот запрет распространился почти на все районы Англии. Остывшие доменные печи «прозябали» без живительного топлива — выплавка чугуна в стране резко упала. Железо приходилось ввозить из России, Швеции и других стран.

Тяжелое положение, в котором оказалась в связи с этим английская промышленность, вынудило металлургов искать замену древесному углю. И, прежде всего их взоры обратились к каменному углю, которым природа, не скупясь, одарила британские острова. Крупные угольные залежи располагались близко к поверхности земли. После прядения и ткачества добыча угля и металлургия была одной из главных отраслей развивающейся промышленности.

 К этому времени каменный уголь, выделявший при сгорании больше тепла, чем древесный, уже успел снискать репутацию отлично­го топлива, но… не для доменных печей. Все попытки выплавить чугун на каменном угле кончались неудачей: металл содержал вред­ные примеси — серу и фосфор, расход топлива был очень большим.

И все же слишком заманчивой была идея замены в доменной плавке древесного угля каменным, крупные залежи которого могли надолго обеспечить топливом металлургическую промышленность. Не мудрено, что многие англичане, да и не только они, пытались решить эту задачу.

История донесла до нас имя священника Симона Стуртеванта, немца по происхождению, который в паузах между молитвами пре­давался сугубо земным металлургическим заботам. В 1611 г. он по­лучил привилегию, касающуюся употребления «морского или гор­ного угля» при различных железоделательных операциях. Но то ли наскучило ему вскоре это дело, то ли мысли о спасении души за­полнили все его бренное существование, во всяком случае, уже че­рез год Стуртевант отказался от своей привилегии.

Пожалуй, одним из первых, кому определенно удалось добиться успеха, был совсем еще молодой английский металлург Дод Додлей — побочный сын знатного лорда, владевшего несколькими железоделательными заводами. В 1619 г. Додлей получил королевский патент, свидетельствовавший о том, что его владелец «открыл после долгих трудов и многих дорогостоящих опытов секрет, способ и средства выплавки железной руды и производства из нее чугунного литья или брусков путем применения каменного угля в печах с раздувательными мехами, причем результаты получились такого же хорошего качества, как и те, что до сих пор производились при помощи древесного угля, — изобретение, еще никем до сих пор не совершенное в нашем английском королевстве…».

Долгая жизнь, прожитая Додлеем, была до краев наполнена дра­матическими событиями. Чего только не довелось ему испытать: конкуренты разрушили его завод, он сидел в лондонской долговой тюрьме, принимал участие в гражданской войне, дважды попадал в плен и приговаривался к расстрелу, но оба раза бежал, получил тя­желое ранение, был коварно обманут своими компаньонами — сло­вом, скучать ему не приходилось. Но, к сожалению, в этом жизненном калейдоскопе Додлей так и не смог осуществить на практике свое изобретение. Он никому не пожелал открыть секрет, и после его смерти металлургия вновь осталась без минерального топлива.

Дод Додлей в своей книге по металлу писал: «Если леса будут и впредь уменьшаться, для нас будет потеряно то, что составляет главную силу и величие Англии: ее корабли, ее торговля, ее матросы, ее рыболовство, военный флот ее величества, наше наступательное и оборонительное оружие».

Используя каменноугольный кокс, Додлей получил хороший чугун. Но ему не повезло. Повсеместного распространения его способ не получил, а патент был составлен, вероятно, не совсем понятно и поэтому не был расшифрован.

В 1651 г. англичанин Бук получил один из первых патентов на выработку железа с использованием каменного угля взамен древесного. Но железо или чугун получались плохого качества. В 1681 г. известный немецкий химик Иоганн Бехер затребовал патент на «новый метод получения кокса и смолы из торфа и каменного угля, никем никогда ранее не открытый и не примененный»

Лишь в 1735 г., т. е. спустя 116 лет после выдачи патента Додлею, доменный процесс был впервые осуществлен полно­стью на коксе — полученном из каменного угля – топливе, без которого немыслимы сегодня ни доменная плавка, ни ряд других металлургических процессов.

Изобретение коксования — важное событие в истории техники, связанное с именем английского железопромышленника Абрахама Дерби-сына. Семейный клан Дерби владел железоделательным заводом в Колбрукдейле.

Опыты по превращению каменного угля в кокс и использованию его при выплавке чугуна начал проводить еще родоначальник династии — Абрахам Дерби-отец, но до конца решить проблему ему не удалось.

Каменноугольный кокс получали также как и древесный – коксованием в кучах различных видов угля, но пригодного для доменной плавки получить никак не удавалось.

 Работу отца продолжил сын, прекрасно понимавший значение перевода доменной плавки на минеральное топливо. Однако получить отвечающий всем требованиям кокс оказалось необычайно сложно. На эксперименты, проводившиеся один за другим, понадобился не один год. Когда же желаемый кокс, наконец, был получен, его тут же загрузили в доменную печь

Как пишет С.А. Венецкий, по семейному преданию, Дерби круглые сутки, не зная сна, дежурил у печи в ожидании результатов плавки. Прошло несколько дней, наполненных волнением и тревогой, надеждами и разочарованиями. Лишь на шестой день, под вечер, домна дала отличный чугун. И тут же прямо у печи счастливый Дерби уснул мертвецким сном. Так и отнесли его, спящего, домой.

 К концу XVIII в. практически все домен­ные печи Англии работали на каменноугольном коксе. Однако переход на топливо со значительно большей теплотой сгорания потребовал увеличить количество воздушного ду­тья, подаваемого в печь. Водяное колесо уже не могло справиться с такой задачей — на смену ему пришла паровая машина.

 Еще в 1711 г. англичанин Томас Ньюкомен изобрел пароатмосферную поршневую машину для подъема воды из шахт. Спустя четыре де­сятилетия все тот же Абрахам Дерби-сын применил эту машину для привода доменной воздуходувки. Но машина была далека от совершенства и работала с частыми перебоями. Усовершенствова­нием машины Ньюкомена в одно и то же время занимались два замечательных изобретателя — англичанин Джеймс Уатт и наш соотечественник И. И. Ползунов.

В 1763 г. Ползунов, работавший на медеплавильном заводе в Барнауле, создал проект «огнедействующей машины для заводских нужд». Ползунову не суждено было увидеть свое детище в работе: в 1763 г., за неделю до пробного пуска машины, изобретатель умер. В течение некоторого времени установка успешно обеспечивала воз­душным дутьем три плавильные печи. Однако квалифицированных специалистов, способных обслуживать машину, на заводе не было. Начались поломки, котел дал течь, машину остановили, а потом и вовсе сломали.

К работам Д. Уатта судьба оказалась благосклоннее: в 1784 г. он получил патент на универсальную паровую машину двойного действия. К этому периоду относится и появление первой паровой воздуходувки на доменных печах английских заводов.

Следующий значительный шаг в развитии доменного производ­ства был сделан спустя примерно полвека, когда шотландский изобретатель Джеймс Бомон Нилсон предложил нагревать воздух, прежде чем подавать его в доменную печь. Как это часто бывает, это замечательное открытие, произведшее подлинную революцию в металлургии, возродило английскую железоделательную индустрию и открыло широкие перспективы перед каменноугольной промышленностью и металлургией, сразу не было оценено.

Воздухонагреватель Нилсона был далек от совершенства: прохо­дя по чугунным трубам, расположенным в топке, воздух мог на­греваться лишь до 300 — 400С (иначе трубы перегорали и быст­ро выходили из строя). В 1857 г. английский инженер Эдуард Альфред Каупер предложил оригинальную конструкцию доменно­го воздухонагревателя — высокую цилиндрическую башню из стальных листов, внутри которой по всей ее высоте была выложе­на решетка из огнеупорного кирпича. Кирпичи нагревались докрас­на горячими газами, а затем подачу газов прекращали, и через ре­шетку, или, точнее, насадку, пропускали воздух. Благодаря большой поверхности кирпичей воздух теп0ерь мог нагреваться до 600 — 700С. Спустя несколько лет Каупер развил свою идею, предложив для нагрева огнеупорной насадки сжигать отходящие газы доменной печи.

Были заложены первые основы неразрывного союза этих двух гигантских областей производства. Логическим продолжением изобретения Додлея и Дерби явилось применение каменного угля при переработке чугуна в ковкое железо и сталь, осуществленное Генри Кортом в его пудлинговых печах.

Угольная промышленность Англии (особенно в окрестности Нью-Касла) становится центром мировой добычи угля. Удобный порт, он быстро становится центром добычи и торговли углем двух обширных графств – Нортумберленда и Дергема.

 «Черной Индией» называли этот край, приносящий их торговцам и владельцем копей баснословные богатства, такие же, какие английская аристократия и молодая буржуазия выкачивали из захваченной Индии. Уголь вывозился не только в разные районы Англии, но и за границу. «Неукостильское уголье» пылало в кузнечных горнах на заводах Кронштадта, Санкт-Петербурга, Сестрорецка, Петрозаводска.

В XVIII в. топливная проблема черной металлургии в Европе была разрешена, кокс начинают применять и в других отраслях промышленности.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Коксующийся уголь: производство, характеристики и применение

Возрастающая ценность основных используемых источников энергии приводит к разработке новых технологий в области энергетики и топлива.
Рост цен на природный газ, электрическую энергию, различные виды топлива особенно остро сказывается на затратах производства, что ложится в себестоимость продукции и, как следствие, ложится на конечного потребителя.

Коксующийся уголь за 2016 год подорожал на 126%, то есть более, чем в 2 раза.

В себестоимости готовой стальной продукции затраты на кокс составляют около 50%.

Коксующийся уголь добывают коксованием каменного угля. Твердое топливо под названием кокс, представляет собой огромную техническую ценность.

Не менее 10% всего каменного угля подвергают коксованию, это говорит о важности кокса в энергетике и промышленности, в частности, металлургической- при выплавке чугуна.

В доменном производстве применяют исключительно доменный кокс, который применяется и при восстановлении металлов из руды, и в качестве разрыхлителя шихтовых материалов.
В литейном производстве используют каменноугольный или литейный кокс, в химмической промышленности и при производстве ферросплавов — его специальные разновидности.

В металлургической промышленности использовать некоксующийся уголь- запрещено.
Коксующиеся угли ценятся выше, чем некоксующиеся.

Уголь

Запасы угля в мире. 

Запас угля нашей планеты расположенного на глубинах до 1800 метров оценивается в 12 000-23 000 млрд. тонн, а исключив недостоверные оценки — в 14000–16000 млрд. тонн.

Мировой геологический запас угля, содержащихся в недрах угленосных формациях по данным на 1980 г., оценивались в 14311 млрд. т (Из них 57% запасов приходилось на Азию, 30% – на Северную Америку, 13% — на остальные континенты). По данным на 2013г мировые запасы угля оценивают в 891 531 млн. тонн.  

Запасы угля. Добыча угля

Основное количество общего запаса угля находится на глубинах до 600 м. Стоит отметить, что в некоторых крупных бассейнах, таких, как Донецкий (Украина) и Рурский (Германия и Бельгия), запас угля находящегося на глубине до 600 м практически выработаны, а оставшиеся запасы содержатся на значительно больших глубинах.

В 2016 году Украина увеличила добычу угля на 2,82% (на 1,12 млн  тонн) до 40,86 млн тонн, по сравнению с 2015 годом.

Как получают кокс

Кокс — не весь каменный уголь, а его нелетучий углеродистый остаток. Для его получения уголь должен быть следующим:

• жирным,
• отощенно-спекающимся,
• газовым,
• слабоспекающимся, 
• коксовым.

По данным МЭА (IEA) в 2015 году в мире произвели 1,09 млрд тонн коксующегося угля, что на 1,6% меньше, чем в 2014.  Производство Китая составило 611,1 млн т, или 56,1% от общего количества. 

Основные характеристики коксующегося угля

При коксовании учитываются такие показатели, как:

• спекаемость,
• приобретение пластичности,
• технический состав,
• количесво примесей,
• температура сгорания.

Изменения этих характеристик влияет на стадии распределения шихты в печи.

Процесс коксования

Все процессы коксования происходят в каменном угле при его нагревании.

1. Для начала его измельчают и смешивают, с целью получения, так называемой, смеси коксования или шихты.
2. Далее производится само коксование. Прокаливание смеси, в течении 15 часов, в камере печи при высокой температуре (+ 1000-1200 град. по Цельсию). В таких печах используется газовый нагрев с минимальным доступом воздуха. 
3. Изъятие «коксового пирога» из печи.

Кокс в доменом производстве

Одним из основных направлений использования коксующегося угля является доменное производсто.

С 18 века кокс является основным источником углерода в доменном процессе. С 1960 года до настоящего времени в доменном процессе всё больше и больше используют дополнительные топлива, такие как мазут, смола, уголь и природный газ.

Дополнительные топлива вдуваются в печь через воздушные фурмы, снижая теоретическую температуру горения топлива на фурмах. Для компенсации снижения теоретической температуры горения дутьё обогащают кислородом.

За последние 50 лет расход кокса в доменном производстве значительно снизился.

Это произошло благодаря:

• вдуванию в доменные печи дополнительных топлив (При вдувании пылеуглеродного топлива нормальной практикой считается работа доменной печи с расходом кокса около 300 килограмм на одну тонну чугуна, вместо привычных 500кг/тн)
• улучшению качества шихтовых материалов,
• повышению температуры дутья,
• увеличению объема печи,
• усовершенствованию управления процессом.

Функции кокса в доменной печи

Кокс и железорудное материалы в доменную печь загружают чередующимися слоями.

Структура слоя кокса способствует распределению газа по сечению и проникновению его в слои железорудных материалов.

Наиболее важными функциями кокса являются:

•  Генерация в процессе горения на формах тепла и восстановленного газа, необходимого для восстановления и плавления железорудных материалов.

• Создание в печи газопроницаемой структуры, обеспечивающей необходимое распределение газа по сечению печи и прохождение его через железорудные материалы.

• Создание в нижней части печи прочной структуры (коксовой насадки), проницаемость для жидких продуктов плавки. Кокс остается твердым и пористым материалом при его нагреве до высоких температур (более 2000 градусов Цельсия), что имеет особое значение в горне и зоне когезии. Под зоной плавления кокс остается единственным твердым материалом. Столб всей шихты заполняющий доменную печь, поддерживается слоем кокса, заполняющего нижнюю часть печи- коксовой насадкой.

Коксовая насадка должна быть хорошо проницаема для продуктов плавки, чтобы чугун и шлак могли стекать по ней из зоны плавления в горн, накапливаться и свободно перетекать к летке во время выпуска.

Участие в процессах прямого восстановления железа, кремния, марганца, науглероживания чугуна в качестве поставщика углерода.
При прохождении в доменной печи кокс подвергается механическому и химическому воздействию. Средний размер кусков уменьшается, при этом показатель его холодной прочности (I40) остается постоянным.

Использование концентрированного нелетучего угля. 

Нелетучий углеродистый остаток повышает газопроницаемость доменных зарядов, воздействующих на него. Температура в печи должна быть максимально высокой, а это возможно лишь при использовани концентрированных нелетучих материалов. Пар и газ обеспечивают в печи необходимую температуру, которая потреблялась бы для газообразования от самой печи. Углеродистый остаток должен быть плотным и тяжелым, что бы загрузить в горн максимальное количество горючих материалов.

Качество кокса

Качество кокса можно описать двумя широкими категориями:

1. Состав.
2. Механическая холодная и горячая прочность.

Важные характеристики состава — содержание золы и влажность кокса. Оба показатели должны быть как можно меньше.

Содержание золы обычно составляет 8-12 % и зависит от зольности используемых углей.

Влажность является последствием тушения и последующей транспортировки и хранения кокса.

Другие важные показатели химического состава — содержание серы и щелочей.
Качество кокса влияет на износ футеровки горна.

Физическим характеристикам качества Кокса относятся следующие:

• Размеры, гранулометрический состав. Средний размер металлургического кокса обычно составляет от 45 до 55 миллиметров миллиметров. Для обеспечения высокой проницаемости слоя кокса гранулометрический состав его должен быть узким. Повышенное содержание в коксе фракции более 80 указывает на плохое регулирования процесса коксования.
• Сопротивление физическому разрушению при транспортировке и других механических воздействиях. Показателями, которые оценивает эту характеристику являются — I40, М40, «Стабильность». Данные показатели указывают на гранулометрический состав кокса после его химической стабилизации.
• Стойкость к истиранию, которая характеризует показателями — I10, М10, «Твердость».
• Реакционная способность кокса. Кокс может реагировать с CO2, что приводит к его разупрочнение и увеличивает его расход в доменной печи. Кокс с меньшей реакционной способностью (показатели реакционной способности кокса — CRI) и высокой горячей прочностью ( показатель горячей прочности — CSR) имеет более высокую механическую прочность в нижней части печи.
• Постоянство качественных характеристик кокса, особенно его размера и гранулометрический состав, оказывает большое влияние на работу доменной печи.

Качество кокса в основном зависит от качества используемой угольной шихты, хотя ее подготовка, время коксования, состояние оборудования и способ тушения также оказывают влияние на качество кокса.

Оптимизация угольной шихты сама по себе является искусством, в котором следует учитывать множество важных факторов.

К ним относятся содержание летучих веществ в угле,  давление газа, выделяющегося из угля в процессе коксования.

Получаемый кокс должен достаточно уменьшиться в объеме, чтобы его легко было вытолкнуть из камеры коксования, а давление выделяющегося при коксовании газа не должно быть высоким, чтобы не повредить стенки камеры коксования.

Скорость коксования зависит от температуры. Чем выше скорость коксования, тем больше трещин образуется в коксовом «пироге» и тем меньше размер кусков полученного кокса. Среднее время коксования 16- 24 часа.

Заключение

Сталелитейные предприятия являются основными покупателями коксующегося угля. Кроме них кокс применяется в цветной металлургии и в других производствах. В мире для производства 1 628 млн тонн стали необходимо использовано около 800 млн тонн кокса.

В черной металлургии для производства одной тонны чугуна уходит около 0,4 т кокса. Это достигается за счет использования экономных и альтернативных технологий (вдувание пылеуглеродного топлива), заменяющих кокс, которые развиваются и применяются несколько ограниченно.

Наиболее активно технология вдувания пылеугольного топлива используется в Азии. Приблизительно 45% из действующих комплексов PCI (без учета Китая) установлены на азиатских заводах в Японии, Южной Корее, Индии. 

В 2017 году азиатскими металлургами планируется открытие новых доменных производств, с установками PCI, что будет способствовать снижению расхода кокса.

Учитывая дефицит угля, при сохранении такой тенденции, в ближайшие годы мировая металлургическая промышленность продолжит характеризоваться устойчивым спросом на кокс и высокими ценами на продукцию.

Опубликовано: 26.01.2017

Что такое кокс?






Первоначально коснемся определения, что же все-таки такое кокс. Сразу же условимся, что видов кокса много (торфяной, пековый, нефтяной и даже американского басс-гитариста зовут Билли Кокс) и в настоящей статье мы будем рассматривать каменноугольный кокс, который получил наибольшее распространение в металлургической отрасли и в частности в доменном производстве.

Итак,

• Кокс (англ. Coke) — твердый горючий остаток, образующийся при нагреве органических веществ (главным образом угля) без доступа воздуха. Кокс используется в качестве топлива и восстановителя в доменных печах (металлургический словарь УкАС)
• Кокс каменноугольный (от нем. Koks) — твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100^оС без доступа воздуха.

Химический состав кокса характеризуется массовой долей различных элементов в органическом веществе и содержанием минеральных примесей. Что касается показателей химического состава кокса (содержание летучих веществ, золы, серы, металлов и воды), то при обработке и транспортировании они практически не изменяются. Важнейшими из них при рассмотрении закономерностей окислительной регенерации являются химический состав кокса, его структура и дисперсность, а также распределение отложений по грануле катализатора. Вместе с тем на результаты доменной плавки оказывает влияние химический состав кокса — содержание золы; еще большее значение имеет содержание серы, а в отдельных случаях фосфора.

Обычно кокс имеет следующий химический состав 82 — 88 % твердого (нелетучего) углерода, 10 — 15 % золы, 0,5 — 1,8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей.

Кокс имеет достаточную пористость (до 50 %) и хорошую горючесть. Теплота сгорания равна 27,2 — 31,4 МДж / кг.

К основным областям применения кокса можно отнести.

1. Выплавка чугуна (доменный кокс) — как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.
2. В литейное производство (литейный кокс) — как ваграночное топливо.
3. Химическая и ферросплавная промышленность (специальные виды кокса).
4. Для бытовых целей (бытовой кокс).

Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25—40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и не более 80 мм. Такие размеры кусков связаны с тем, что доменная печь является печью шахтного типа в которой происходит противоток отходящих газов и шихтовых материало. Если куски кокса будут менее требуемого они будут выносится из печи вместе с отходящими газами.

Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60—80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание S, которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %).

В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10—25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью.

Бытовой кокс применяется для удовлетворения бытовых нужд, в частности отопления. Требования по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному.

Во всех приведенных выше производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, который содержит небольшое количество мелких фракций.

В настоящее время мировое производство каменноугольного кокса составляет около 500 млн т/год.










Роль кокса в доменном процессе

Функции кокса в доменной плавке:

Во-первых, кокс, сгорая в доменной печи, дает тепло и является источником получения восстановителя окислов железа. Чем больше в коксе содержится углерода, тем лучше качество кокса, а чем больше в коксе золы и влаги, тем качество кокса хуже. Если содержание влаги в коксе зависит от способа его охлаждения или, как говорят коксовики, «тушения» и, применяя различные способы тушения, можно свести содержание влаги в коксе до минимума, то количество минеральных составляющих (зольность) в коксе зависит от ее содержания в исходном угле.

Некоторые ученые считают, что каждый лишний процент золы в коксе на 1,5 – 2% снижает производительность доменной печи. Для одной современной домны это означает, что народное хозяйство не досчитается более ста тысяч тонн чугуна в год. Если зольность кокса в первом приближении балласт, то сера, которая обязательно присутствует в любом угле и на 80% переходит в кокс, является самым вредным элементом, от которого металлурги всеми мерами стараются избавиться. Сера переходит в чугун, из чугуна в сталь, ухудшая ее качество.

От серы в доменном процессе избавляются так же, как от золы, то есть путем добавления флюсов, в основном известняка. Дополнительное количество флюса требует дополнительного количества кокса, который вносит в домну новые порции серы. Специалисты считают, что увеличение в коксе содержания серы на 0,1% также снижает производительность доменной печи на 1,5 – 2%.

Кроме того, что кокс является в доменной печи источникам тепла и восстановительных газов, он выполняет еще одну важнейшую функцию разрыхлителя доменной шихты – столба шихтовых материалов. Куски кокса образуют своеобразное сито, через которое, равномерно распределяясь по сечению шихты, проходят газы, стекают металл и шлак.

Если кокс будет непрочным, легко раздробится при падении в домну или будет истираться при движении вниз по шахте вместе с другими компонентами доменной шихты, то образующаяся коксовая мелочь забьет проходы между кусками шихты. Газы пойдут в месте наименьшего сопротивления их движению, и в этом месте процесс образования металла и шлака пойдет интенсивнее. В то же время там, где проход газам затруднен, температура снизится, процесс образования металла и шлака замедлится, замедлится и оседание столба шихтовых материалов. В месте замедленного прохождения газов может произойти необратимый процесс – масса превратится в монолит. Чтобы газы проходили через столб шихтовых материалов равномерно, куски кокса должны быть средних размеров.

Каковы же основные требования, предъявляемые к качеству кокса? Кокс должен иметь минимум балластных составляющих: влаги, зольности, азота и кислорода. Содержание в коксе влаги зависит от способа его охлаждения. Если для тушения кокса используют воду, его влажность составляет 2 – 3%.. Если же тушение кокса осуществляется «сухим» способом, то есть путем продувки его каким-либо инертным газом, то влажность кокса составит 0,1 – 0,15%. Это та влага, которую при нормальной температуре кокс поглощает из воздуха. Содержание же кислорода, азота и зольность кокса зависят от содержания их в исходном угле.

Угля без минеральных составляющих, образующих при сжигании золу не бывает и не может быть, так как даже в исходном растительном материале, из которого образовался уголь, есть эти минеральные составляющие.

Зольность угля зависит от условий формирования угольного пласта и условий добычи угля. Зольность углей очень различна (от 5 до 50%), и может быть уменьшена. Процесс уменьшения содержания минеральных составляющих в углях называется обогащением углей. Но и после обогащения угля в нем может оставаться много минеральных включений. На коксование идут угли с зольностью от 7 до 15%, а иногда до 18%. Зольность после обогащения угля зависит от обогатимости угля.

Обогащение полезных ископаемых – процесс очень дорогой. Фактически, можно обогатить уголь до зольности менее одного процента. Но, поскольку с минеральной частью в отходы уходит и часть угольного вещества, выход обогащенного угля или, как его принято называть, «концентрата» снижается.

Бывают легко- и труднообогатимые угли. Легкообогатимый уголь дает до 90% концентрата, то есть из каждой тонны угля получится 900 килограммов угольного концентрата, да и зольность его будет невысокой – всего 7 – 8%. В то же время труднообогатимый уголь даст только 50 – 60% концентрата с зольностью 9 – 10%, то есть из тонны угля только около 600 килограммов пойдет на коксование и кокс получится более зольным. Поэтому в каждом отдельном случае уровень зольности в угле, идущем на коксование, определяется, исходя из соображений экономической эффективности получения необходимого количества концентрата (для получения необходимого количества кокса) оптимальной зольности.

Единого стандарта на кокс по зольности не может быть, так как в разных районах кокс получается из углей разных месторождений и обогатимость этих углей разная. Так, зольность кокса из углей Донецкого и Кузнецкого бассейнов около 10%, Карагандинского бассейна – примерно 12%. В коксе из углей Грузии 16, а металлургические заводы Индии работают на коксе с зольностью до 20%. Естественно, что и показатели работы доменных печей при работе на коксе разной зольности различны. Для получения одной тонны чугуна на коксе с зольностью до 10% расходуется около 500 – 550 кг кокса, а с зольностью 20% потребуется уже более 800 – 900 кг кокса.

Угли различных угольных бассейнов – Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печорского, Кизеловского – по содержанию серы весьма различны. Больше всего серы (5 – 6%) содержалось в коксе, полученном из углей Кизеловского бассейна. В коксе, полученном из донецких углей, серы до 1,6%, а в коксе, получаемом из углей Кузбасса, Печоры, Караганды, серы значительно меньше: 0,4 – 0,6%.

Сера придает металлу красноломкость, не позволяет получать тонкий стальной лист, вредит при ковке и штамповке. Поэтому кокс, который получали из углей с очень высоким содержанием серы (6 – 8%), например кизеловских, которые добывались на северном Урале (кокс Губахинского коксохимического завода) был вообще непригоден для доменного производства, использовался в цветной металлургии. Например, при выплавке меди из медных сернистых руд сера просто горючий материал. При сгорании продукт может быть использован для производства серной кислоты.

Кокс должен обладать определенной прочностью. Это значит, что зольность и сернистость кокса должны быть минимальными, а кокс должен быть более прочным, причем требования к прочности кокса с каждым годом возрастают. Кроме кокса, в доменной печи могут гореть угольная и коксовая пыль, мазут, природный газ, водород. Сгорая, они восстанавливают руду. При этом сокращается расход кокса в доменной плавке, удешевляется получаемый чугун, улучшается экономика доменного процесса.

Доменные печи растут в высоту, их диаметр увеличивается. Печи полезным объемом 3000, 5000 и даже 8000 м3 сегодня никого не удивляют. Но ведь совсем недавно доменная печь объемом 1500, 1700 кубометров считалась гигантом.

Что же получается? Кокса в домне становится все меньше, а нагрузка на него увеличивается. Кокс – единственный материал доменной шихты, который без изменения доходит до зоны фурм, зоны горения, это своеобразное сито, которое обеспечивает оптимальную газопроницаемость столба доменной шихты. Поэтому требование максимальной прочности кокса вполне обоснованно.

От чего же зависит прочность кокса? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Хотя начать следовало бы с утверждения, что прочность кокса во многом зависит от природы угля.

Вот здесь и начинаются тайны кокса, которые, несмотря на то, что науке об угле уже более 150 лет, во многом еще не разгаданы. Производство кокса увеличивается, хорошо коксующихся, малосернистых, легкообогатимых углей в обжитых разведанных районах становится все меньше.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Каменноугольный кокс, угольный кокс — Что такое Каменноугольный кокс, угольный кокс

Твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путём коксования каменного угля при температурах 950-1100°С без доступа кислорода.


Кокс каменноугольный — твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путём коксования каменного угля при температурах 950-1100°С без доступа кислорода.


 


Кокс каменноугольный применяют для выплавки чугуна (доменный кокс) как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов. 


Кокс каменноугольный используют так же, как ваграночное топливо в литейном производстве (литейный кокс), для бытовых целей (бытовой кокс), в химической и ферросплавной отраслях промышленности (специальные виды кокса). 


Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25-40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3%) и более 80 мм. 


Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60-80 мм. 


Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание серы, которое не должно превышать 1% (в доменном коксе до 2%). 


В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10-25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью. 


Требования по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному. 


Во всех производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, содержащий небольшое количество мелких фракций. 


Современное мировое производство кокса каменноугольного составляет около 550-650 млн т/год. 


От 60 до 70% мирового производства осуществляется в КНР.


 


Коксующийся уголь




Коксующиеся угли, в отличие от других каменных углей, при нагревании без доступа воздуха переходят в пластическое состояние и спекаются. 


Коксующиеся угли характеризуются в необогащённом виде или в концентратах зольностью менее 10% и низким содержанием S (менее 3,5%), выход летучих веществ (Vdaf) 15-37%. 

По способности к коксообразованию коксующиеся угли подразделяются на 5 категорий:

• коксовые, 
• жирные, 
• отощенные коксовые, 
• газовые,
• слабоспекающиеся. 


В CCCP отнесение углей к группе коксующихся углей прежде всего базируется на их пригодности для производства кондиционного доменного кокса. 


В действующих в CCCP классификациях к коксующимся углям относят угли марок Г, ГЖ, Ж, КЖ, К, К2, OC и CC.


 


Значительными запасами коксующихся углей располагают: 

• 
  CНГ (Донецкий, Печорский, Кизеловский, Кузнецкий, Карагандинский, Южно-Якутский, Тунгусский и другие бассейны), 

• 
  США (Аппалачский, Западный, Юинта, Грин-Ривер и др.), 

• 
  Великобритания (Нортамберлендский, Южно-Уэльский, Ланкаширский и Йоркширский бассейны), 

• 
  ФРГ (Нижнерейнско-Вестфальский, или Рурский, Нижневестфальский), 

• 
  Польша (Верхне- и Нижнесилезский, Люблинский), 

• 
  Бельгия (Льежский), 

• 
  Индия (Бокаро, Ранигандж, Джхария), 

• 
  Канада (Альберта), 

• 
  Австралия (Боуэн, Новый Южный Уэльс), 

• 
  KHP (Шаньси, Датун), 

• 
  Mонголия (Тавантолгой), 

• 
  Чехия (Остравско-Карвинский и Трутновский). 


Ограниченные по запасам месторождения известны также в следующих странах:

• 
  Франции (Саарско-Лотарингский, Hop и Па-де-Кале, Аквитанский бассейны), 

• 
  Испании (Астурийский и Южно-Кантабрийский бассейны), 

• 
  Венгрии, 

• 
  Румынии, 

• 
  Югославии, 

• 
  Турции, 

• 
  Японии, 

• 
  Иране, 

• 
  Афганистане, 

• 
  Мексике, 

• 
  Бразилии, 

• 
  Аргентине. 


Коксующиеся угли выявлены также в: 

• 
  ЮАР (Витбанк), 

• 
  Зимбабве (Саби), 

• 
  Мозамбике.


Около 10% каменного угля подвергается коксованию.


 


Характеристики коксующегося угля:

• 
  Возможность приобретать пластическое состояние и при определённой температуре — спекаться.

• 
  Более высокие температуры сгорания.

• 
  Меньшее содержание примесей.


Основное отличие коксового угля от энергетического — наличие в коксующемся угле витрена. Особенностью витрена является то, что при высокой температуре он способен плавиться и обретает свойство спекания (склеивания) микрочастиц угля в плотную массу — кокс. Чем больше в угле витрена, тем выше его качество коксования.

технология и особенности :: BusinessMan.ru

Что такое кокс? Это стратегически важный продукт, полученный путем термического бескислородного разложения. Подразделяется он на многие виды. Так, выделяют нефтяной и пековый, торфяной и каменноугольный кокс. Но основным из них является последний вид. Именно каменноугольный кокс выступает базовым компонентом доменного производства.

Важный продукт

Что означает слово «кокс»? Морфология данного понятия говорит нам о том, что это горючий твердый остаток, образующийся при термическом безкислородном нагреве некоторых органических веществ, в числе которых уголь (бурый или каменный), нефть, а также торф. Само слово имеет английские корни. Coke означает не что иное, как продукт, полученный путем термического разложения.

Производство кокса в России является важной составляющей промышленного комплекса. По данным статистики, этот стратегически важный продукт ежегодно выпускается в объеме 27 млн тонн. В таких количествах он жизненно необходим литейному производству и металлургической промышленности. Самый крупный российский производитель кокса — «Северсталь». Эта корпорация владеет собственным производством данного вида топлива и использует его для нужд своих же металлургических заводов. самые большие доменные печи, принадлежащие «Северстали», находятся в Череповце. Они выпускают наиболее высококачественный кокс.

Шихта

Для поддержания горения доменных печей требуется большое количество каменноугольного кокса. Данный продукт представляет собой пористую, но в то же время твердую спекшуюся массу. Она получается в результате удаления летучих веществ из каменного угля.

Кокса химическое производство основано на процессе гидролиза. Помимо этого, возможен и сухой перегон каменного угля. Но в любом случае производство кокса связано с нагреванием исходного продукта без малейшего доступа воздуха. Целью гидролиза является отделение углерода от всех остальных веществ, входящих в состав угля. Что представляет собой сырье для производства кокса? Это каменный уголь различных сортов, в том числе жирный и коксовый, газовый и тощий. Называют такое сырье шихтой. Основу данного продукта составляет самый дорогой сорт – коксующийся уголь. На металлургические заводы России шихту доставляют из месторождений Кузбасса, а также Печоры. Богатыми залежами коксующихся углей может гордиться и Якутия. Здесь их добывают на территории Нерюнгри, до которой специально была проведена ветка железной дороги.

В связи со своими масштабами производство кокса требует большого количества сырья. Его доставляют к производственным цехам в насыпных вагонах. Здесь шихту перегружают в огромные башни, в которых специальные механизмы, будто насосы, закачивают поступивший уголь в коксовые колонки. Зимой шихта поступает, как правило, в замерзшем состоянии. И поэтому перед выгрузкой ее отогревают прямо в вагонах, загоняя их в специальные огромные ангары.

Подготовка шихты

Непосредственно само производство кокса начинается с сортировки шихты. Весь уголь, пришедший на завод, разделяется по своему свойству и составу на нужные группы. После этого шихта дробится и перемешивается. Далее следует ее дозировка. Она производится на автоматических весах. После такой подготовки шихта обогащается с использованием обеспыливания, грохочения, мытья, флотации и прочих способов. Все это позволяет устранить из сырья посторонние примеси. После шихта подлежит сушке и поступает на заключительный этап дробления, в результате которого получаются зерна, радиус которых не превышает 3 мм.

Подготовленное таким образом сырье готово для того, чтобы начать производство доменного кокса. Оно перегружается в смесительные агрегаты, а затем поступает в бункеры накопителя, находящиеся в угольной башне.

Коксовые батареи

Готовое сырье, которое необходимо для того, чтобы осуществить производство кокса, высыпается из угольной шахты в бункер загрузочного вагона. После этого оно доставляется в коксовые батареи. Это система, состоящая из нескольких камер, в которых и происходит процесс производства конечного продукта.

Коксовая камера представляет собой сооружение, стены которого выложены огнеупорным кирпичом. Его длина – 13-15 м, ширина – 0,4-0,5 м, высота – 5-5,5 м. Подобные габариты камеры позволяют осуществить процесс производства кокса достаточно быстрыми темпами.

В сводах подобных камер имеется по три-четыре люка с плотно закрывающимися крышками. Они предназначены для загрузки сырья. В торцевых стенах камер также имеются герметичные металлические двери. В процессе того, как образуется кокс, производство требует отвода появляющихся при этом газообразных продуктов. Это также предусмотрено в конструкции камер. В своей верхней части они имеют специальные стояки, по которым летучие вещества попадают в газосборник.

В то время, когда осуществляется производство кокса, технология процесса требует значительного обогрева камер. Для этого между ними конструируют специальные простенки. Они представляют собой целую систему отопительных каналов, по которым перемещаются горячие газы. В результате происходит обогрев стенок камер. В нижней части сооружений для производства кокса размещены регенераторы. Они необходимы для подогрева камер газами, подаваемыми через газопроводы, а также теми, которые отходят из воздуха.

Прогрев шихты

Над коксовыми камерами располагается рельсовый путь. По нему перемещается загрузочный вагон. С него шихта через люки попадает в камеру. Это происходит благодаря расположенным на вагоне специальным механизмам, которые могут откручивать, а затем и закрывать герметичные крышки.

По рельсовому пути, расположенному вдоль одной из сторон камеры, передвигается специальная коксовыталкивательная машина. Именно она подходит к боковым дверям и вскрывает их. Далее это устройство выталкивает полученный кокс. С другой стороны к камере подходит тушильный вагон. Он принимает раскаленный продукт и транспортирует его в зону, находящуюся под башней для тушения, выгружая затем на рампу.

Образование конечного продукта

Все производства металлургического кокса строго соблюдают технологические процессы, которые требуют не допустить попадания воздуха в камеру. Как это происходит? Процесс получения кокса начинается сразу после того как загрузочный вагон поставляет отмеренную дозу шихты в камеру. При этом происходит закрытие ее люков и включение подогревающих устройств.

Что происходит на начальном этапе, когда осуществляется производство кокса? Технология процесса на первой своей стадии предусматривает выделение из готового сырья газов и воды. После этого происходит плавление и оседание шихты. Дальнейшее повышение температуры приводит к вспучиванию данного промежуточного продукта. Это происходит в связи с дальнейшим выделением газов и паров. Далее шихта постепенно отвердевает. Что представляет собой последняя стадия процесса, в результате которой получается кокс? Производство этого продукта осуществляется при растрескивании и усадке спека. В итоге происходит образование так называемого коксового пирога. Все фракции, имеющие парогазовую форму, отводятся по стоякам в газосборник.

Процесс нагрева шихты в камерах идет от ее нагреваемых стенок к центру. В связи с малой теплопроводностью сырья в различных местах стадии коксования находятся на разных этапах.

Весь процесс образования кокса длится от 14 до 17 часов. Его продолжительность зависит от температуры сгорания шихты, ее состава и размеров камеры.

После завершения технологического процесса производства кокса выключаются нагревательные устройства и перекрываются стояки. К дверям коксовой камеры подходит выталкиватель, с помощью которого полученный продукт выгружается в тушильный вагон. Таким образом и происходит освобождение печи. После этого выталкиватель навешивает герметичные двери и отправляется по рельсам к следующей камере. Туда же следует и загрузочный вагон. Он открывает люки и загружается новой дозой переработанной шихты.

Доставка продукта в башню

Полученный в камерах кокс необходимо подвергнуть тушению. Ведь после его соприкосновения с воздухом происходит самовозгорание. В тушильном вагоне кокс доставляется в башню, где он окончательно гасится водой. Далее продукт высыпается из вагона на наклонную бетонированную поверхность, называемую рампой. Здесь в течение двадцати минут происходит его остывание. После этого кокс при помощи транспортеров поступает на сортировку.

Попутные продукты

Производство кокса невозможно без выделения летучих веществ. Они представляют собой смесь газов и паров. Такие компоненты в совокупности называют прямым коксовым газом. После обработки одной тонны шихты, влажность которой достигает 6 %, получается 270 кг прямого коксового газа. В объемном выражении эта цифра равна 330 метрам кубическим.

В прямом коксовом газе, полученном из одной тонны шихты, содержится:

— около тридцати килограмм каменноугольной смолы;
— 10 кг сырого бензола;
— 3 кг аммиака;
— 5 кг сероводорода;
— 80 кг воды;
— 140 кг обратного газа.

До недавнего времени коксохимическое производство являлось единственным поставщиком, предлагающим бензольные углеводороды. Однако после развития сферы нефтепереработок данные продукты стало возможным получать с меньшими капиталовложениями. Это привело к тому, что доля коксохимического производства в поставках бензольных углеводородов упала до сорока процентов. Данный продукт используют в качестве сырья в процессе органического синтеза. Легкая же его фракция перерабатывается с сырым бензолом.

Другие виды попутных продуктов после их ректификации и обработки химическими реагентами, а также после вымораживания с последующей кристаллизацией дают возможность для получения около трехсот химических соединений высокого качества.

Использование нефти

Это природное вещество, так же, как и уголь, является стратегически важным для нашей страны. Их него осуществляется производство кокса и нефтепродуктов, которые представляют собой:

— топливо;
— церезины и парафины;
— смазочные масла;
— битумы;
— пластичные смазки;
— сырье, предназначенное для основного органического и нефтехимического комплекса;
— прочие продукты.

Нефтяной кокс

Такое словосочетание носит собирательный характер. Под нефтяным коксом понимают продукты глубокой переработки «черного золота». Сырьем для его производства служат компоненты, полученные при первичной переработке нефти. Это гудрон и полугудрон, асфальт и экстракт.

Производство нефтяных коксов происходит одним из двух способов:

— замедленным коксованием, которое осуществляется в необогреваемых реакторах;
— в кубовых установках с применением горизонтальных реакторов обогреваемого типа.

Первый из этих двух способов является самым популярным. С его помощью производят практически восемьдесят процентов этого вида продукта.

Нефтяной кокс в дальнейшем используется при производстве электродов, а также анодных масс и анодов при выплавке алюминия. Находит он применение и в технологических процессах изготовления ферросплавов, абразивов, кремния. Широко задействуют нефтяной кокс в химической промышленности.

Получение данного продукта происходит при низком давлении. При этом поддерживается температура от 480 до 560 градусов. Это позволяет произвести нефтяной кокс и бензины, углеводородные газы, а также керосино-газойлевые фракции.

Процесс коксования представляет собой расщепление всех компонентов, входящих в состав сырья. При этом образуются жидкие дистиллятные фракции и углеводороные газы.

Промышленный процесс получения нефтяного кокса осуществляется с использованием установок трех типов. Помимо периодического коксования в специальных кубах и замедленного процесса в камерах оно может происходить непрерывно в псевдоожиженной массе коксаносителя. Рассмотрим один из них, применяющийся наиболее часто, подробнее.

Замедленное коксование

Данный процесс называют еще и полунепрерывным. Этот способ получения нефтяного кокса наиболее распространен в мировой практике. Он подразумевает такой технологический процесс, при котором предварительно нагретое до 350-380 градусов сырье непрерывно подается на особые тарелки, находящиеся в ректификационных колоннах. Подобные установки работают при атмосферном давлении. Сырье для производства нефтяного кокса стекает по тарелкам и контактирует с парами, поднимающимися из реакционных аппаратов. Результатом такого массо- и теплообмена становится конденсат. Именно он и образует вместе с исходным продуктом вторичное сырье, подлежащее дальнейшему нагреванию до 490-510 градусов в трубчатых печах.

Далее смесь поступает в коксовые камеры. Это вертикально расположенные полые цилиндры, высота которых достигает 22-30 метров, а диаметр – 3-7 м.

Реакционная масса поступает в коксовые камеры непрерывно. Причем этот процесс длится на протяжении от 24 до 36 часов. За это время масса, благодаря удерживаемой ею теплоте, постепенно коксуется. Когда камера заполняется конечным продуктом на 70-90 процентов, его удаляют с помощью обычной струи воды, находящейся под высоким давлением.

Далее кокс помещают в дробилку, в которой измельчается на кусочки, размер которых не превышает 150 мм. После этого продукт с помощью элеватора подается на грохот, сортирующий его на фракции разных размеров. Камера, в которой был получен кокс, подлежит прогреву водяным паром и теми парами, которые подаются из работающих аппаратов. Далее емкость вновь заполняется сырьем.

После прохождения технологического процесса возникают летучие продукты. Это парожидкостная смесь, которая непрерывно выводится из действующих камер и последовательно разделяется на газы вначале в ректификационной колонне, а затем — в водоотделителе и газовом блоке, а также в отпарной колонне.

Что такое кокс? — Союз горных инженеров. Информационный портал, посвященный добыче угля, руды и прочих полезных ископаемых.

НОВОСТИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ




Первоначально коснемся определения, что же все-таки такое кокс. Сразу же условимся, что видов кокса много (торфяной, пековый, нефтяной и даже американского басс-гитариста зовут Билли Кокс) и в настоящей статье мы будем рассматривать каменноугольный кокс, который получил наибольшее распространение вметаллургической отрасли и в частности в доменном производстве.
Итак,
• Кокс (англ. coke) — твердый горючий остаток, образующийся при нагреве органических веществ (главным образом угля) без доступа воздуха. Кокс используется в качестве топлива и восстановителя в доменных печах (металлургический словарь УкАС)
• Кокс каменноугольный (от нем. Koks) — твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100оС без доступа воздуха.

Химический состав кокса характеризуется массовой долей различных элементов в органическом веществе и содержанием минеральных примесей. Что касается показателей химического состава кокса (содержание летучих веществ, золы, серы, металлов и воды), то при обработке и транспортировании они практически не изменяются. Важнейшими из них при рассмотрении закономерностей окислительной регенерации являются химический состав кокса, его структура и дисперсность, а также распределение отложений по грануле катализатора. Вместе с тем на результаты доменной плавки оказывает влияние химический состав кокса — содержание золы; еще большее значение имеет содержание серы, а в отдельных случаях фосфора.
Обычно кокс имеет следующий химический состав 82 — 88 % твердого (нелетучего) углерода, 10 — 15 % золы, 0,5 — 1,8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей.
Кокс имеет достаточную пористость (до 50 %) и хорошую горючесть. Теплота сгорания равна 27,2 — 31,4 МДж / кг.
К основным областям применения кокса можно отнести:
1. выплавка чугуна (доменный кокс) — как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.
Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25—40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и не более 80 мм. Такие размеры кусков связаны с тем, что доменная печь является печью шахтного типа в которой происходит противоток отходящих газов и шихтовых материало. Если куски кокса будут менее требуемого они будут выносится из печи вместе с отходящими газами.
2. в литейное производство (литейный кокс) — как ваграночное топливо
Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60—80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание S, которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %).
3. химическая и ферросплавная промышленность (специальные виды кокса)
В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10—25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью.
4. для бытовых целей (бытовой кокс).
Бытовой кокс применяется для удовлетворения бытовых нужд, в частности отопления. Требования по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному.
Во всех приведенных выше производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, который содержит небольшое количество мелких фракций.
В настоящее время мировое производство каменноугольного кокса составляет около 500 млн т/год.

Информация взята с сайта

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ К НАМ В СОЦСЕТЯХ:













51 Использование Coca-Cola — окончательный список


Мудрый выбор хлеба

Недавно я рылся в Интернете в поисках способа удалить жирное пятно с моей любимой рубашки. Как он там оказался, ну я виню неисправную вилку, а не свой неуклюжий рот. В любом случае, сайты снова и снова ссылаются на банку кока-колы как на способ удалить жирное пятно.Я попробовал, циничный, но обнадеживающий, и это сработало. Не на 100%, но было намного лучше, чем раньше. Это заставило меня задуматься, а есть ли еще применение кока-колы? Оказывается, их гораздо больше.

У меня не было возможности протестировать все это, но те, которые я перечислил здесь, являются случаями использования, которые я обнаруживаю снова и снова; не только в Интернете, но и в книгах и журналах. Если у вас есть еще, не стесняйтесь поделиться. И, кстати, я не сторонник Coca-Cola, я уверен, что Pepsi или даже торговая марка будут работать так же хорошо (если только за всем этим не стоит секретный ингредиент Coke … но я в этом сомневаюсь).

Список
1. Удалить жирные пятна с одежды и ткани (надо было начинать с этого)
2. Удалить ржавчину; методы включают использование ткани, смоченной кока-колой, губки или даже алюминиевой фольги.
3. Удалите пятна крови с одежды и ткани.
4. Сделайте липкие лепешки из колы.
5. Очистить пол гаража от масляных пятен; Дайте пятну впитаться, смойте из шланга.
6. Ослабьте ржавый болт; налейте немного кока-колы и дождитесь волшебства.
7. Убивать слизней и улиток; небольшая миска с колой привлечет их, а кислота убьет их.
8. Помогите газону стать пышным и зеленым (см. Мою статью о тонике для газонов здесь)
9. Предотвратите приступ астмы! По-видимому, кофеин в двух банках по 12 унций может предотвратить приступ.
10. Разморозить замерзшее лобовое стекло. Обильно нанесите и подождите (посмотрю, сработает ли это зимой)
11. Очистите сгоревшие сковороды; дайте сковороде пропитаться колой, затем промойте.
12. Очистите чайник от накипи, используя тот же метод, что и в 11.
13. Нейтрализуйте укус медузы.
14. Очистите клеммы автомобильного аккумулятора, налив на каждую из них небольшое количество кокса.
15. Вылечить тошноту; дайте банке кока-колы разложиться, а затем принимайте по чайной ложке колы каждый час.
16. Кроме того, плоский кокс может помочь облегчить расстройство желудка (также известное как «бегство»).
17. Сделайте взрывающийся фонтан Mentos & Coke. Для этого нужна 2-литровая бутылка кока-колы.

18. Избавиться от икоты; полоскать горло большим ртом ледяной колы.
19. Встряхните банку и вылейте ее на лобовое стекло, чтобы удалить насекомых и прочую грязь.
20. Используйте метод 19 для бамперов вашего автомобиля.
21. Очистите двигатель; Дистрибьюторы кокса используют эту технику десятилетиями.
22. Убрать заторы; вскипятите банку кока-колы и пейте горячим, чтобы расслабиться.
23. Приготовьте сладкий соус для барбекю. Смешайте банку колы с кетчупом и смажьте ребра или курицу.
24. Поливайте жареную ветчину кока-колой во время приготовления. Сахар карамелизируется; ветчина будет влажной.
25. Добавьте банку кока-колы в жаркое, чтобы оно стало мягче и вкуснее.(Спасибо Линси).
26. Зарабатывай копейки; замачивание старых пенни в кока-коле удалит налет.
27. Сделайте волосы вьющимися; налейте плоскую колу на длинные волосы, оставьте на несколько минут, затем смойте.
28. Возрастные документы и фотографии; для античного вида нанесите колу, промокните бумагой и дайте высохнуть.
29. Чистая затирка для плитки; вылить на пол кухни, оставить на несколько минут, протереть.
30. Смешать банку колы с пакетом итальянской приправы; приготовить в нем крутой стейк.
31.Сделайте лучший компост; Кокс увеличивает кислотность, добавляет сахара и питает микроорганизмы.
32. Растворите в нем зуб; Используйте герметичный контейнер, это займет много времени. Зачем вам это нужно, если вы не Ганнибал Лектер?
33. Удалить с волос резинки; окуните в небольшую миску с колой, оставьте на несколько минут. Жевательная резинка сотрет.
34. Получите шелковистую кожу; смешайте ложку кока-колы с обычным лосьоном и нанесите обильно.
35. Приготовьте нежирные пирожные.
36. Налейте немного в чашку и поставьте за час до пикника вдали от вашего участка; он привлечет ос и пчел, поэтому они не будут беспокоить вас и вашу жратву.
37. Удалите пятна со стекловолокна. Подробнее о стекловидных материалах здесь.
38. Есть грязный бассейн? Добавьте две двухлитровые бутылки кока-колы, чтобы смыть воду (она действует как средство для удаления ржавчины).
39. Добавляйте кока-колу в белье, чтобы удалить неприятный запах, особенно запах рыбы.
40. Удалите (или увлеките) краску с волос, полив их диетической колой.
41. Протрите пол кока-колой, чтобы он стал липким. Это уловка киноиндустрии, чтобы актеры не ускользнули.
42. Удалите пятна маркера с ковра.Нанесите кока-колу, потрите, затем промойте мыльной водой.
43. Убрать туалет; разлить по миске, оставить на некоторое время, промыть.
44. Нанесите на кожу для глубокого загара (хотя мне это кажется рецептом от рака кожи).
45. Предположительно, ежедневное употребление банки кока-колы на 8 унций может предотвратить образование камней в почках.
46. Добавьте его в смесь Sloppy Joe.
47. Оживите свои азалии или гардении.
48. Кокс и алюминиевая фольга придают хрому блеск.
49. Удалить краску с металлической мебели; смочите полотенце в кока-коле, оставьте его на поверхности в течение нескольких дней.Убедитесь, что вы продолжаете добавлять кока-колу, чтобы полотенце оставалось влажным. (Похоже на хлопот, лучше куплю средство для удаления краски.)
50. Добавьте его в водку, ром или бурбон.
51. Пей прямо из банки, если можешь (слишком сладко для меня)

И несколько заблуждений кока-колы:

• Кокс не используется властями для очистки дорог от крови после аварий.
• Кокс не растворяет зубы или ногти за ночь. Это занимает много времени.
• Кока-кола и аспирин не доставят вам кайфа.
• Кокс не является эффективным спермицидом.
• Кока-кола, налитая на сырую свинину, не вызовет выползания червей.
• Кислоты, содержащиеся в кока-коле, не делают питье опасным (в вашем собственном желудке кислоты намного сильнее).
• Употребление слишком большого количества кока-колы не заставит вас умереть от отравления CO2.
• Кокс не содержит кокаина (хотя раньше был).
• Кока-кола не стала газированной случайно.

Вот и закончились дни моих исследований (да, дни.Любой, кто скажет мне получить жизнь, будет оправдан). Если вам есть что добавить, выкиньте народ.

Понравилась статья? Приколи это!



,

Многочисленные применения кокса

Что можно сделать с кока-колой?

Мы все наслаждаемся стаканом колы. Некоторые люди пьют ее ежедневно, но знаете ли вы, что у Coca-Cola больше применений, чем просто пить? Я перечислю десять моих любимых занятий с кока-колой

.

Очевидно, пить его со льдом — одно из простых удовольствий в жизни. Звук треска льда при ударе колы. Или прямо из бутылки, или из банки, это все равно что приветствовать старого друга. Когда конденсат будет стекать в охлажденную бутылку или банку, вы почувствуете вкус удовлетворения.

Любите ли вы обычную кока-колу, диетическую колу или кока-колу-ноль, все они вызывают улыбку, которую вы просто не найдете с другими безалкогольными напитками.

Как сделать кока-колу поплавком

Один из любимых способов наслаждаться кока-колой — это плавать кока-колой.

Для этого налейте в большой стакан кока-колы наполовину. Положите в шарик ванильного мороженого. Делайте это осторожно, иначе он может вылиться через край. Долейте еще кока-колы. У вас есть поплавок для кока-колы.

Хотя я предлагал ванильное мороженое, вы можете использовать и другие вкусы.Попробуйте шоколад, вишню или мяту.

Всегда полезно подавать это не только с трубочкой, но и с длинной ложкой. Это облегчает доступ к мороженому на дне стакана.

Запуск с матовыми стаканами из холодильника или морозильника еще дольше сохраняет его холодным.

Вылечить несварение с помощью кока-колы

Если вы время от времени страдаете несварением, возможно, вам нужно иметь под рукой немного кока-колы. Небольшие глотки вызовут у вас отрыжку облегчения из-за карбонизации.Эти удобные маленькие пузырьки помогут выпустить воздух из желудка, вызывающий отрыжку.

Не глотайте его, иначе вы усугубите проблему, достаточно небольших глотков.

Удаление жирных пятен с помощью кокса

Вы можете удалить жирные пятна с одежды. Нанесите кока-колу на область, оставьте на 30 минут и смойте как обычно. Это удаляет не только жирные пятна, но и пятна от травы и крови.

В следующий раз, когда у вас появятся стойкие пятна, попробуйте.

Bacardi and Coke

Один из самых популярных напитков в любом баре. Кока-кола — один из любимых напитков практически к любому спиртному.

Вы можете представить себе бар, в котором этого не было бы ни за прилавком, ни под разливом. Думаю, нет.

Если вы не уверены, какие сочетания подходят к коле, вам поможет книга, приведенная ниже. Ни один бар, дома или в бизнесе, не может быть без справочника этого бармена.

Очистка поддонов с коксом

Кокс можно использовать для очистки опаленных поддонов.Вылейте в кастрюлю и дайте постоять. Кока-кола вернет сковороде былую славу.

После того, как кислота из кокса поднимет сгоревшие остатки, поддон можно мыть как обычно. Выбросьте мочалки и замените их бутылкой колы.

Пенни за уборку

Если у вас день Гиацинтового ведра, вы можете попробовать это.

Хорошо, может быть, это не то, что вы делаете каждый день, но покажите это ребенку, и он будет поражен!

Поместите пенни в стеклянную банку и налейте колу.Оставьте на ночь. Они будут выглядеть так, будто только что сошли с мяты.

Использование кока-колы в качестве размягчителя мяса

Никогда не страдайте от жесткого мяса, когда у вас есть банка колы под рукой. Перед приготовлением замочите мясо в кока-коле на 30 минут. Мясо станет намного нежнее.

,

Может ли кока-кола предотвратить беременность?

Почему-то я сомневаюсь, что именно это имела в виду Coca-Cola, говоря «освежающая пауза».

Вот краткое газетное резюме 1985 года о первом исследовании, проведенном для проверки утверждений о противозачаточных свойствах кока-колы:

«СТАРЫЙ КОКС» ЛУЧШЕ, ЧЕМ «НОВЫЙ КОКС»?

Обычные товары, такие как мед и бикарбонат натрия, кислые фруктовые соки и масла, на протяжении всей истории использовались в качестве спермицидов.

Три исследователя из Гарварда отмечают, что, как говорят, в некоторых развивающихся странах для этой цели предпочитают кока-колу, а в прошлом в американском фольклоре ее рекламировали как противозачаточное средство.Никаких документов о спермицидных свойствах безалкогольного напитка обнаружено не было, поэтому доктор Шари

Ампьер и двое его коллег решили испытать кока-колу в некоторых ее различных составах в своей лаборатории. Они обнаружили, что диетическая кока-кола была наиболее эффективным спермицидом, и оригинальная формула колы также была довольно эффективной, в пять раз более эффективной, чем измененная «новая» кока-кола. «Хотя продукты Coca-Cola не рекомендуются для посткоитальной контрацепции, частично из-за того, что сперматозоиды можно найти в яйцеводах в течение нескольких минут после полового акта, они обладают спермицидным эффектом», — заявили исследователи в письме New England Journal of Medicine ,«Кроме того, наши данные показывают, что, по крайней мере, в области спермицидного эффекта,« классическая »кока-кола — это то, что нужно».

[T] Исследователи заявили, что они обнаружили заметные различия в способности четырех различных составов Coca-Cola действовать как спермицид. В то же время они предостерегли от использования любых безалкогольных напитков в качестве душа после полового акта, чтобы предотвратить беременность. Исследователи отметили, что, хотя среди безалкогольных напитков есть различия, все они не являются эффективными противозачаточными средствами.

Чтобы проверить способность различных продуктов Coca-Cola уничтожать сперматозоиды, трое исследователей приготовили пробирки с небольшими образцами тщательно сохраненной спермы и осторожно налили небольшое количество диетической колы, новой колы, новой колы без кофеина и классической колы. повторить тест трижды для каждой соды.

Все они убили часть сперматозоидов, но New Coke оказалась наименее эффективной, при этом Diet Coke имела наиболее выраженный эффект в целом, а Classic Coke показала в пять раз более высокий уровень уничтожения сперматозоидов, чем ее выскочка-конкурент. «Продукты Coca-Cola действительно обладают спермицидным эффектом», — невозмутимо говорится в исследовании. «Кроме того, наши данные показывают, что, по крайней мере, в области спермицидного эффекта,« Classic Coke »- это то, что нужно».

Coca-Cola не видела юмора в гарвардском проекте. Представитель компании сказал, что компания не видела новый отчет, но «наша позиция заключается в том, что мы не продвигаем наши продукты для использования в медицинских целях.” ¹

Однако другие исследователи не смогли проверить эти результаты в более поздних экспериментах. Последующие испытания, проведенные медицинскими исследователями на Тайване (с использованием нескольких разновидностей как Coca-Cola, так и Pepsi-Cola), привели их к противоположному выводу, что «кола практически не имеет спермицидного эффекта»:

Ингибирующее действие Old Coke, New Coke без кофеина, New Coke, Diet Coke и Pepsi-Cola на подвижность сперматозоидов человека было изучено с помощью метода трансмембранной миграции.Ни один из них не смог снизить подвижность сперматозоидов до уровня менее 70% от контроля в течение одного часа. Предыдущее исследование, которое заявило о заметном разбросе спермицидной активности различных составов кока-колы, не могло быть подтверждено. Даже если кола обладает спермицидным эффектом, ее эффективность относительно слабая по сравнению с другими хорошо известными спермицидными агентами.

Тестирование различных формул колы на подвижность сперматозоидов с использованием трансмембранной процедуры не снизило подвижность до менее чем 70% контроля за 1-часовой период.Diet Coca-Cola имела самый сильный спермицидный эффект, за ней следовали Classic Coca-Cola, Coca-Cola без кофеина и New Coca-Cola. Поскольку в коле нет известных веществ, влияющих на клеточные мембраны, результаты этих тестов не были необычными. Другие тесты проводились с использованием более высокого разведения колы, что могло повлиять на подвижность сперматозоидов и дать разные результаты для спермицидной активности. Результаты показывают, что кола практически не имеет спермицидного эффекта. Его использование при посткоитальном спринцевании неэффективно и может вызвать такие осложнения, как инфекция. ²

Какому бы результату ни хотелось верить, тем, кто испытывает искушение взять упаковку из шести банок и отправиться на пляж, следует помнить, что сами спермициды не так уж эффективны для предотвращения беременности. Сказать, что диетическая кока-кола убивает сперму, — все равно что сказать, что из резиновой перчатки можно сделать приличный воздушный шар — вы не должны истолковывать это как то, что их творческое использование убережет вас от скобок. (Это когда ты забеременеешь и в итоге пишешь об этом книгу.)

Coca-Cola, возможно, не продвигает свой продукт как спермицидный душ, но идея не нова. Спринцевание Coke (и Dr Pepper в южных штатах) было частью противозачаточных знаний, по крайней мере, с 1950-х годов, и распространено мнение, что углекислота в Coke убивает сперму, а сахар «взрывает» сперматозоиды, в то время как карбонизация напитка заставили струю жидкости проникнуть во влагалище. Еще в 1950-х и 1960-х годах этот метод предотвращения отцовства оказался довольно популярным, потому что он не только был дешевым и повсеместно доступным в то время, когда было трудно найти надежные методы контроля рождаемости, но и имел свое собственное удобное «встряхни и стреляй». Одноразовый аппликатор.

После полового акта девушка открывала теплую колу, закрывала горлышко бутылки большим пальцем, встряхивала напиток, затем вставляла горлышко бутылки во влагалище и убирала большой палец с пути. Теплая, хорошо взболтанная кока-кола превратилась в шипучий спермицидный душ с традиционной (в то время) бутылкой на шесть унций, обеспечивающей то, что считалось правильным для одного применения.

Как было сказано выше, этот метод не был настолько эффективным в предотвращении беременности.Хотя Coca-Cola, возможно, была (небольшим) шагом вперед по сравнению с простой водой, спринцевание любой жидкостью слишком часто является попыткой закрыть дверь сарая после того, как лошадь вырвалась. К моменту начала спринцевания около 100 000 или около того сперматозоидов плавают в матке, вне досягаемости для любого душа, даже для шипящего. Женщинам не следует прибегать к спринцеванию с содовой водой по другой причине, помимо их неэффективности в предотвращении материнства: сахар, высвобождаемый в этой части анатомии женщины, может привести к дрожжевой инфекции, раздражающему, трудно поддающемуся лечению состоянию.

Как ни странно, исследование 1992 года, проведенное нигерийскими исследователями, показало, что, хотя Coca-Cola и Pepsi-Cola были неэффективны в качестве спермицидов, горький лимонный напиток Krest показал себя неплохо в этом отношении, и они рекомендовали дополнительное исследование, чтобы определить, может ли он иметь «отличное качество». потенциал как противозачаточное средство »:

В этом исследовании изучалось влияние повышения температуры и pH горьких лимонных напитков («безалкогольных напитков») Coca-Cola, Afri-Cola, Pepsi-Cola и Krest, производимых в Нигерии, на подвижность сперматозоидов in vitro.Из напитков Krest горький лимон (без корректировки) иммобилизовал все сперматозоиды в течение 1 минуты после добавления. Заключение: i) щелочность снижает спермицидное действие всех напитков, кроме кока-колы, и ii) горький лимон Крест может достичь очень высокой эффективности при использовании в качестве посткоитального душа, особенно в бедных густонаселенных странах третьего мира.

За исключением горького лимона Крест, значительного снижения подвижности сперматозоидов было недостаточно для предотвращения беременности. Эти результаты показали, что исследователи должны проверить горький лимон Крест на эффективность в качестве посткоитального контрацептива.Если оно действительно окажется эффективным, оно имеет большой потенциал в качестве противозачаточного средства среди бедных в развитых странах с высокой плотностью населения, поскольку оно легко доступно и недорого. ³

В нижней строке? Лучшее противозачаточное средство кока-колы — это запивать ею ежедневные противозачаточные таблетки.

,

Кокс (топливо) Факты для детей



Коксовая печь на заводе по производству бездымного топлива, Аберкумбой, Южный Уэльс, 1976 г.

Кокс — это топливо с небольшим количеством примесей и высоким содержанием углерода, обычно производимое из угля. Это твердый углеродсодержащий материал, полученный при деструктивной перегонке малозольного и малосернистого битуминозного угля. Кокс из угля серый, твердый и пористый. Хотя кокс может образовываться естественным путем, обычно его используют в искусственных формах. Форма, известная как нефтяной кокс, или нефтяной кокс, получается из установок коксования нефтеперерабатывающих заводов или других процессов крекинга.

Кокс используется в качестве топлива и восстановителя при плавке железной руды в доменной печи. Монооксид углерода, образующийся при его сгорании, восстанавливает оксид железа (гематит) до продукта железа.

Хотя кокс дороже угля, его можно использовать в домашних условиях в качестве чистого топлива, относительно свободного от дыма и примесей. В настоящее время его меньше используют для отопления жилых помещений, чем на мазуте или газе, но в 20 веке его часто использовали в кухонных плитах.

История

Исторические источники, относящиеся к 4 веку, описывают производство кокса в древнем Китае.Китайцы впервые использовали кокс для отопления и приготовления пищи не позднее девятого века. К первым десятилетиям одиннадцатого века китайские металлурги в долине Хуанхэ начали заправлять свои печи коксом, решая свою топливную проблему в этом малолесном регионе.

Музей истории Донецкого металлургического завода, тачка для угля или кокса (топлива)

В 1709 году Авраам Дарби I установил коксовую доменную печь для производства чугуна. Превосходная прочность кокса на раздавливание позволяла доменным печам становиться все больше и больше.Последовавшая доступность недорогого железа была одним из факторов, приведших к промышленной революции. Раньше при производстве железа использовалось большое количество древесного угля, полученного путем сжигания древесины. Поскольку лесозаготовка стала неспособной удовлетворить спрос, в Великобритании стала обычным явлением замена кокса древесным углем, и кокс производился путем сжигания угля в кучах на земле таким образом, что горел только внешний слой, оставляя внутренняя часть ворса в карбонизированном состоянии.В конце 18 века были разработаны кирпичные ульевые печи, которые позволили лучше контролировать процесс горения.

Музей истории Донецкого металлургического завода, тачка для угля или кокса (топлива)

В Соединенных Штатах первое использование кокса в чугунной печи произошло около 1817 года на пудлинговой печи Plumsock Исаака Мисона и прокатном стане в округе Фейет, штат Пенсильвания. В конце 19 века угольные месторождения западной Пенсильвании были богатым источником сырья для коксования.В 1885 году Rochester and Pittsburgh Coal and Iron Company построила самую длинную в мире цепочку коксовых печей в Уолстоне, штат Пенсильвания, с 475 печами на длине 2 км (1,25 мили). Их выпуск достиг 22 000 тонн в месяц. Коксовые печи Минерсвилля в округе Хантингдон, штат Пенсильвания, были внесены в Национальный реестр исторических мест в 1991 году.

Уголь добывали и превращали в кокс в ульевых печах

Несмотря на то, что из него получалось высококачественное топливо, коксование отравляло окружающую среду.После 1900 года серьезный экологический ущерб, нанесенный коксованием в ульях, привлек внимание всей страны, хотя этот ущерб страдал от этого района на протяжении десятилетий. «Дым и газ из некоторых печей уничтожают всю растительность вокруг небольших горнодобывающих поселений», — отметил В. Дж. Лаук из Иммиграционной комиссии США в 1911 году. Проезжая через регион в поезде, президент Университета Висконсина Чарльз ван Хайз увидел «длинные ряды ульевых печей». из которого вырывается пламя и выходят плотные клубы дыма, делая небо темным.«

Производство



Летучие компоненты угля, включая воду, угольный газ и каменноугольную смолу, удаляются путем обжига в безвоздушной печи или печи (печи) при температуре до 2000 ° C (3600 ° F), но обычно около 1000 –1100 ° C (1800–2000 ° F). При этом происходит сплавление связанного углерода и остаточной золы.

Битуминозный уголь должен соответствовать ряду критериев для использования в качестве коксующегося угля, определенным с помощью определенных методов анализа угля. К ним относятся влагосодержание, зольность, содержание серы, содержание летучих, смол и пластичность.Это смешение нацелено на получение кокса соответствующей прочности.

Чем больше летучих веществ в угле, тем больше можно получить побочных продуктов. Обычно считается, что 26–29% летучих веществ в угольной шихте подходят для коксования. Таким образом, различные типы угля пропорционально смешиваются для достижения приемлемого уровня летучести до начала процесса коксования.

Использует

Кокс используется в качестве топлива и восстановителя при плавке железной руды в доменной печи.Монооксид углерода, образующийся при его сгорании, восстанавливает оксид железа (гематит) при производстве железного продукта.

Кокс обычно используется в качестве топлива для кузнечного дела.

Кокс использовался в Австралии в 1960-х и начале 1970-х годов для отопления домов.

Поскольку дымообразующие компоненты удаляются во время коксования угля, кокс образует желаемое топливо для печей и печей, условия в которых не подходят для полного сжигания самого битуминозного угля. Кокс можно сжигать, образуя мало дыма или совсем без дыма, в то время как битуминозный уголь выделяет много дыма.Кокс широко использовался в качестве заменителя угля в бытовом отоплении после создания бездымных зон в Соединенном Королевстве.

Винокурня Highland Park на Оркнейских островах обжаривает солодовый ячмень для использования в шотландском виски в печах, сжигающих смесь кокса и торфа.

Обнаруженный случайно как обладающий превосходными теплозащитными свойствами в сочетании с другими материалами, кокс был одним из материалов, используемых в тепловой защите командного модуля НАСА Apollo. В окончательном виде этот материал получил название AVCOAT 5026-39.Этот материал совсем недавно использовался в качестве теплозащиты на корабле Mars Pathfinder. Хотя он не использовался для космического шаттла, НАСА планировало использовать кокс и другие материалы для теплозащитного экрана своего космического корабля следующего поколения, Орион.

Сточные воды коксования очень токсичны и канцерогены. Он содержит фенольные, ароматические, гетероциклические и полициклические органические соединения, а также неорганические соединения, включая цианиды, сульфиды, аммоний и аммиак. В последние годы изучаются различные методы его лечения.Грибок белой гнили Phanerochaete chrysosporium может удалять до 80% фенолов из сточных вод коксования.

Картинки для детей

• 

• 

  Иллюстрация добычи угля и сжигания кокса с 1879 года.

• Коксовые печи и разливочная емкость для угля в Пенсильвании

• 

  Печи Hanna компании Great Lakes Steel Corporation, Детройт. Угольная башня на коксовых печах.Ноябрь 1942 г.

.