Литература -->  Катафорез - движение частиц 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [ 78 ] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

КОКС

Табл. 1.-X и м и ч е с к и й состав кокса.

Сорта кокса

Влага

Летуч, вещества

Зола

нелетучий

Литейный:

Деремский (ульевидн. печи)

0,30

1,00

8,20

90,50

0,90

0,02

Вестфальский (басе. Рура)

0,22

1,95

9,17

88 66

1,03

0,02

Коннельсвильский (США) .

0,74

1,50

8,76

89,00

0,75

0,02

Алабамский .........

0,60

1,05

9,56

88,79

0,75

0,04

Доменный:

Украинский (малосерни-

стый) ............

10,5

81,5

0,03

Украинский (обыкновен.) .

1,52

12,93

74,79

1,76

Кузнецкий.........

12,0

77,0

0,52

0,04

Бельгийский (басе. Шарле-

руа)............

14,3

79.3

0,93

0.04

Силезский..........

86,0

0,91

0,03

Вестфальс1шй (басе. Рура)

7,33

1,89

9,35

81,43

0,02

Деремский (Англия) ....

1,43

1,08

9 86

87 63

0,99

0,02

Коннельсвильский (США) .

0,79

1,31

11,.54

86,88

0,70

0,01-0,02

Алабамский .........

Без-водн.

1,60

12,96

85,44

0,С8

0,04

Индийский (зав. Тата) . .

21,4

71,6

0,57

Табл. 2.-X и м и ч е с к и й состав коксовой золы.

Сорта кокса

AI2O3

FeO,

P.O,

Литейный кокс (аме-

риканский) ....

46,2

31,9

14,5

Доменный:

Украинский (средн.)

43,0

22,5

23,0

Кузнецкий .....

50 9

26,7

12,5

Бельгийский ....

52,3

24,1

20,3

Силезский......

26,5

15,5

19,5

17,6

12,4

Вестфальский ....

38 3

27,4

21,5

Деремский .....

57,0

3J,4

Коннельсви.дьский .

57,5

34,6

Алабамский .....

45,5

31,9

18,9

НЫХ теплового баланса доменных печей-в предположении, что ценность К. прямо пропорциональна количеству используемого углерода в нем. В среднем на 1 кг сгорающего углерода выделяется 4 ООО Cal, что с теплом дутья дает 4 800 Cal. из к-рых 75% в среднем используются в печи (остаток-потери в атмосферу и в колошниковых газах). Работа наших южных печей менее выгодна: использование тепла в них ниже 75%, а 1 кг углерода дает мепее 4000 Cal (используются в печи около 3 500 Cal). Пользуясь этими данными, можно определить , насколько замена обыкновенного кондиционного К. коксом повышенных качеств из промытых углей, производимым во вновь построенных коксовых печах (см. Коксование), понизит его расход, что позволяет определить и стоимЪсть этого кокса. Состав сравниваемых сортов кокса указан ниже (в %):

Из сортов доменного К.в СССР наиболее беден серой К. из углей Кузнецкого бассейна, что создает особенно благоприятные условия для работы доменных печей на этом К. Малосернистыми могут считаться: коннельсвильский, деремский, бельгийский и силезский К. (в последнем сера находится главн. образом в виде сульфатов); несколько более загрязнен серой вестфальский К.; наш южный К. пз хорошо отмытых углей дает продукте 1,6% S. Что касается фосфора, то коннельсвильский и деремский кокс содержат его так мало (0,01-0,02%), что становится возможным выплавлять на них из чистых руд чугун с содерлсанием 0,04% Р. Вестфальский, донецкий и кузнецкий кокс более богаты фосфором (до 0,04-0,05%). Содержание золы в доменном К. обычно 10- 12%, лишь бельгийский К. содержит ее 12-15%. Иск.тюче-ние составляет индийский К. (20-22 % золы); тем не менее работа металлургическ. печей и на таком К. оказалась вполне возможной. Содержание влаги в К. зависит гл. обр. от способа его тушения, и нормально дол-лдао колебаться от 3 до 5%, но при дальней перевозке возрастает до 10%, а при хранении на открытом воздухе доходит до 15%. Отход кокс.мелочи при хорошем К. должен составлять не более 5%.

Оценка К. по химическому составу производится на основании дан-

Кондиционный К. К. повыщенных качеств .....

Зола 12,0

Сера 1,8

Влага 6,0

Летуч. Оста-вещ. ток 1,5 78,7

9,0 1,6 4,0 1,5 83,9

К. С 10% золы (среднего для Юга состава) и 1,5% серы требует 16% (от веса К. известняка и дает 17% шлака. Поэтому кондиционный К., содержащий золы и серы относительно на 20% больше, чем упомянутый только что кокс, потребует 19,2% известняка (что соответствует 8,26% СО.2) и даст 20,4% шлака. Кокс повьипенных качеств, имея на 3% меньше золы и на 0,2% меньш S, требует известняка 15,83% (6,81 % СО). давая шлака 16,2%. Из приведенного в таб.т. 3 расчета видно, что переход от К.

Табл. 3.-Р асчет сравнительной выгодности кокса кондиционного и конса повышенных качеств.

Элементы расчета

Кокс повышенных Кондиционный кокс ; качсств

Расход тепла на выделение СО, из флюса .

Расход тепла на плавление шлака.......

Расход углерода .... Остается для использования углерода кокса Сравнительная ценность

8,26-998=8 243 Cal 20,4-500=10 200 Cal 18 443 Cal 18 443:3 500 = 5,27 кг

78.7~Ь 27 = 73 43 кг 73,43 : 79,56=0,923

6,81-998=6 796 Cal 16,2-500=8 100 Cal 14 896 Cal 14 896:3 500=4,34 кг

83,9-4,34=79.56 кг 79,56:73,43 = 1,083

повышенного качества на кондиционный вызывает увеличение расхода горючего на 8,3%, а обрати, переход-сокращение расхода на 7,7%. Если цена одного из этих сортов кокса известна, то цену другого опре-



деляют из найденных соотношений, принимая во внимание также и стоимость известняка, которого при кондиционном К. расходуется на 3,5% больше. В вышеприведенном расчете не принят во внимание расход тепла на испарение воды. На Юге у пас перед загрузкой печи часто поливают кокс и руду водой (в виду высокой t° колошника); при таких условиях вычет С на испарение воды невозмолсен; обычно принимают, что на испарение 1 кг воды расходуется 636 Cal, а на расплаБ.дение шлака-500 Cal; т. о. вы-Х0ДР1Т, что вода в большей степени обесценивает К., чем зола; между тем для дохмен-ной печи вторая вреднее первой.

К о и т р о ,ч ь над физическими свойствами кокса. Большое влияние на результаты доменной плавки оказывает прочность кокса или, точнее, его с о-противление истиранию. Оно определяется пробой в барабане, впервые примененной на Днепровском заводе 30 лет тому назад и теперь стандартизованной у нас. Цилиндрический барабан имеет 0 2 м\ по его образующим расположены прутья 0 25 мм с просветами в 25 мм. Барабан загрулсают 150 кг К. и приводят во вращение со скоростью 10 об/м. Через 15 мин. кокс, просыпавшийся через зазоры, взвешивают; количество отсева при хорошем качестве К. дол-жпо быть не более 20% загрузки. В США производят испытание на прочность более простым способом: 4-кратным падением К. с высоты 1,83 м на чугунную илиту; хороший кокс дает 75-80% кусков, имеющих более 51 мм в поперечнике. Другим валшым физич. качеством К. является его пористость, от которой зависит ход процесса горения. В последнее время особое внимание исследователей устремлено на определе-1ше горючести и р е а к т и в н о с т и К., т. е. скорости горения в токе воздуха и углекислоты. Полагали, что оба названные свойства идентичны и находятся в прямой зависимости от пористости, но оказалось, что численные значения горючести и реактивности не идентичны; кроме того горючесть кокса не прямо пропорциональна пористости, но зависит также и от размеров отдельных пор (более мелкие поры дают ббльшую поверхность взаимодействия при одинаковом объеме).

Лат.: ШРМО , 19?5. стр. 159, 167, 255; 1926, стр. 113, 523, 525 {ук;131:!а литература по горючести и пеактыв.юсти кокса); Павлов М., Металлургия чугуаа, вып. 1, Ленинград, 1924; его же, Расч:т домоятых шихт. П., 1922; F п 1 1 о п J., Соке, Scran-ton (Pennsylv.), 1905; S i m m е г s b а с b С Grund-lagen d. Kokschemie, В., 19i4; Grunewald R., Belsische Kohlen u. Koks, deren physik. und chem. Untersuchungen u. Verwendung d. Koks beim Hoch-olenvirozess, Lpz., 1 905. M. Павлов.

Кокс нефтяной, твердое, пористое, блестящее вещество, представляющее собою конечный продукт перегонки нефти, остающийся в перегонной колбе (или кубе) при <перегонкедо кокса . К. нефтяной содерлсит до 95% и более углерода; представляет собою сложную смесь высокомолекулярных и тугоплавких углеводородов,бедных водородом; содержит немного таклсе и кислородных соединений; природа углеводородов пока мало исследована. Для технич. получения кокса удобно пользоваться остатками от

пирогенетич. разложения нефти, применяемого в крупном заводском масштабе при переработке нефти на ароматич. углеводороды. Выход кокса при пиролизе в металлическ. ретортах-ок. 5% от сырья, при этом используется половина полученного продукта; другая половина выжигается, так как вследствие чрезвычайной плотности не м. б. удалена из реторты механич. откалыванием. При пиролизе в шамотных нечах Пикке-ринга К. получается рыхлый и загрязненный. Выходы на К. получаются тем выше, чем больше в нефти содерлштся твердого асфальта. Очень удобным сырьем для получения К. является так на.зываемый пек- массовый побочный продукт пиролиза нефти, остающийся после отгона от получаемой смолы всех продуктов, до антраценовой смолы включительно. Переработка нека на кокс, поставленная в настоящее время в заводском масштабе трестом Азнефть, ведется в специа./1ьной муфельной печи с приспособлением для загрузки ее механич. путем. Если исходный материал твердый, то его расплавляют предварительно в особом плавильнике, откуда через мерник он поступает в муфель. Последний представляет собою камеру из огнеупорного материала, прямоугольного сечения, со сферич. сводом, обогреваемую несколькими газовыми форсунками (или каким-либо иным топочным устройством). Выход К. достигает 32% перерабатываемого пека. Получаемый этим путем К. фактически молсет считаться беззольным. Его химический состав: 98,99% углерода, 0,89% водорода, 0,05-0,1% золы. Теплотворная способность 8 100 Cal (высшая) и 8 052 Cal (низшая). К. нефтяной применяется тл.. обр. для выделки электродов. Годовая потребность СССР - несколько тысяч тонн.

Лит.: Гурвич Л. Г., Научные основы переработки нефти, М.-Л., 1925; Г е р р В. Ф. и У л ь ян о в Г. П., Производство беззольного нефтяного кокса, НХ , 1927, т. 12, 6, стр. 840; Воронов А., Нефтяной кокс, Итоги исследования грозненс1Шх нефтей , Труды Центр, лаборатории Грознефти , вып. А, стр. 595, М.-Л., 1927. С. Наметкин.

КОКСОБЕНЗОЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

включает в себя след. процессы: а) коксование (см.) угля, б) выделение из газа, образующегося при коксовании, смолы, аммиака и бензола, в) переработку слабой аммиачной воды на концентрированную или на сульфат аммония, г) переработку сырого бензола на моторный бензол и другие чистые продукты, д) разгонку смолы, выделение из получаемых при этом масел отдельных химическ. индивидуумов и их очистку.

Очистка газа и улавливание летучих продуктов коксования. Образующиеся в про-п;ессе коксования газы и пары содерлсат ряд ценных продуктов-смолу, бензол и аммиак, которые и выделяют из сырого газа. Для этого газ сначала охлаждают в газопроводе и холодилр>никах, причем происходит хсонденсацня паров смолы и воды, в которой растворяется часть аммиа1са. Затем для улавливания остатков смолы газ проводят через смолоотделители; улавливание аммиака производится либо водой в скрубберах либо серной кислотой в сатураторах; наконец бензол: улавливается каким-либо лсид-ким или твердым поглотителем. В случае



улавливания аммиака серной к-той газ перед сатураторами приходится подогревать, а по выходе их, перед вводом в бензольные поглотительные аппараты, его необходимо охлаждать. Проталкивание газа через всю систему перечисленных аппаратов осуществляется при помощи эксгаустеров.

Коксовый газ. На каждую т скоксо-ванного угля получается 300-330 газа, средний состав к-рого при выходе из камеры печи следующий []: водорода 51 %, метана и других насыщенных углеводородов 27%, ненасыщенных и тяжел, углеводородов 3% <в том числе около 1,5% этилена), СО 7%, СО, 2,5%, кислорода 0,5%, азота 9%. Помимо того каждый сырого газа содержит; молы 100-125 г, бензольных углеводородов 30 г, сероводорода 7-11 г, аммиака б-9 г, цианистого водорода 0,5--1 г. На раз.тич-вых ступенях обработки коксовый газ содержит, по Лоханскому [3, следующие количества паров воды, смолы, бензола и аммиака (табл. 1).

Табл. 1 .-С остав выделяющегося при коксовании газа на различных ступенях обработки.

Содержание в г на 1 газа

При выходе

бен-

воды

смолы

зола

миака

камеры печи ........

барельета ..........

холодильников . . .....

эксгаустеров и смолоотде-

лителей ..........

>>

подогревателей .......

сатураторов .........

холодильников .......

бензольных поглотитель-

ных аппаратов ......

Следы

Следы

Приведенные цифры носят ориентировочный характер, т. к. содержание в газе указанных в табл. 1 веществ значительно колеблет-

Т а б п. Z.-Состав выделяющегося при коксовании газа в зависимости от состава угля.

Влажность угля, %

Зольность угля, %

летучих в угле

Содержание в г на 1 ас газа

смолы

аммиака

сырого бензола

7 5 5 6

9-10 8-9 8-9 9-11

19-20 20-22,5 22-24 23,5-25

40-58 55-72 60-74 75-100

2-3,4 4,2-5,2

5-6,5 5,6-7,6

13,4-17,5 16-19 18-22 20-28

ся в зависимости от состава исходного угля, как видно из табл. 2, составленной для донецких смесей.

Обработка газа. Выделяющиеся при коксовании газы и пары поступают из коксовальной камеры через вертикальные трубы-стояки в барельет (гидравлику), в котором осаждается уносимая газами угольная пыль и конденсируются наиболее высоко-кипящие части коксового газа. В настоящее время во многих случаях газ в барельете орощают охлажденной до 15-20° надсмоль-ной водой, причем сам газ охлаждается до 150-100°. На 1 т коксуемого угля требуется ок. 3 воды. Барельет делается общий для целой батареи камер; из него газ попадает в клепаный газопровод, идущий от печей к заводу побочных продуктов. На этом пути газы должны охланодаться от 550° (при работе без орощения гидравлики) до 80-70°, причем происходит конденсация значительной части смолы, а таклсе и воды. При расчете диаметра газопровода обычно принимается средняя скорость газов 3- 3,5 м/ск; наружная поверхность его на каждые 1 ООО м газа (считая объем газа при нормальных условиях) должна составлять 20 м. В конце газопровода устраивается сифон для отвода сконденсировав-щихся смолы и аммиачной (над-смольной) воды в ямы-микоты, в к-рых происходит разделение этих первичных продуктов по удельному весу. Миксты д. б. рассчитаны на 24- 48-часовой запас смолы и аммиачной воды.

Выходящий из газопровода газ проводится через холодильники-обычно сперва воздущ-ные (2 концентр ич. цилиндра), а затем водяные, в к-рых он охлаждается дО-25°. Практика дает величину охлаждающей поверхности на каждые 1 ООО м газа, в случае применения их без водяных холодильников, 25- 30 м, а при применении совместно с водяными холодиль-ни1тми от 6 до 10 м. Обычные основные размеры кольцевых воздущн. холодильников приведены в табл. 3.

Водяные холодильники состоят из колсуха, в к-ром расположены вертикальные или горизонтальные трубки. По трубкам пропускается охлаждающая вода, а меледу трубками протекает газ. Охлаждающая поверхность на 1 ООО м для вертикальных трубок д. б. равна 12-15 м, для горизонтальных-

Табл. 3 .-0 сновные размеры кольцевых воздушных хо.лодильников для газа. Кожух {

Внешний диам., мм

Внутр. диам., мм

Высота, .v(..K,

Охлаждают, поверхность,

Вес, пг

Диам. входного I и выходного от-I всрстий для газа, мм

600 1000 1 400

1 800

2 ООО

3 000

2 440-3 380

7,5-10,5

400-510 1

100-125

2 880-4 880

16,5-27,6

790-1 100 i

150-200

1 100

3 854-6 284

30,3-49,3

1 750-2 580 i

225-300

1 500

4 854-7 784

50,5-81,0 88,0-187,0

2 760-4 430 1

250-350

1 600

6 784-14 504

400-500

2 300

11 644-18 8G4

195-316,0

11 370-17 650

600-800

Диам. штуцера для выпуска смолы, мм

100 125 125 150

Т. Э. т. X.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [ 78 ] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152