|
[[Файл:Піроліз1.JPG|right|thumb|Коксові батареї. Україна.]]
'''Коксування''' ({{lang-ru|коксование}}, {{lang-en|coking process}}, {{lang-de|Verkoken n, Verkokung f, Koken n, Verkokungsvorgang m}}) — переробка природного палива нагріванням до температури 900…1050°С без доступу повітря для одержання [[кокс]]у, [[коксовий газ|коксового газу]] та деяких побічних продуктів.
== Процес коксування ==
Процес коксування складається з трьох стадій: підготовки сировини, власне коксування і переробки коксового газу.
Сировиною для коксування служить суміш кам’яногокам'яного [[вугілля]], що здатна при нагріванні спікатись (тобто розм’якшуватисьрозм'якшуватись і злипатись в спільну масу). Таку здатність має коксівне вугілля марок К, ПС, Ж, Г.
[[Коксування кам'яного вугілля]] проводять у коксових печах, коксування важких продуктів переробки нафти — в металевих кубах або спеціальних печах. В результаті коксування паливо розкладається з утворенням летких продуктів і твердого залишку [[кокс]]у. Основним цільовим продуктом цього процесу є кокс, який використовується головним чином як відновник і паливо у [[металургійна промисловість|металургійній промисловості]].
Коксові батареї складаються з десятків вузьких камер, розташованих паралельно. Процес коксування починається із завантаження камер вугільною шихтою. Коксування звичайно здійснюється з зовнішнім підводом тепла. Під дією тепла вугілля прогрівається, сушиться і при температурі 350 – 450350–450 <sup>о</sup>С розм’якшуєтьсярозм'якшується і перетворюється в напіврідку пластичну масу, одночасно починається виділення летких речовин. При температурі 500 – 550500–550 <sup>о</sup>С відбувається інтенсивне виділення смоли і продовжується виділення летких речовин. В результаті розм’якшеннярозм'якшення і виділення газів вугілля спучується і набирає пористої будови. Поступово в’язкав'язка маса густіє, твердіє (спікається) і утворює «коксовий пиріг», який до кінця процесу зменшується в об’єміоб'ємі і розтріскується на окремі грудки. По мірі збільшення температури коксування зростає об’ємоб'єм прямого коксового газу, що може бути використаний як газоподібне паливо (його теплота згоряння – — 21-23 МДж/м<sup>3</sup>). При підвищенні кінцевої температури коксування до 1000 – 11501000–1150 <sup>о</sup>С зростає вихід смоли і сирого бензолу.
В результаті коксування одержують 75 – — 80 % коксу, 10 – — 15 % коксового газу, 1 % бензолу, 3 % смол.
Процес коксування триває 13 – — 14 годин, по закінченні його кокс (з теплотою згоряння 29 – — 31 МДж/кг) виштовхують з камери в гасильний вагон і заливають водою (гасять).
== Продукти коксування ==
В результаті коксування одержують 75 – — 80 % [[кокс]]у, 10 – — 15 % [[коксовий газ|коксового газу]], 1 % [[бензол]]у, 3 % смол.
== Кокс - — головний продукт коксування ==
Головним споживачем крупних класів коксу є [[чорна металургія]]. Крупний [[кокс]] (клас +25 мм) використовують також в кольоровій металургії при виплавці міді, свинцю, нікелю, в хімічній промисловості як відновник для отримання сульфіду натрію, цинкових білил, вуглекислого газу, сухого льоду, для випалювання вапняку, як висококалорійне бездимне паливо для комунально-побутових і промислових цілей і ін. Кокс середньої крупності (5-25 мм) застосовується в електротермічному виробництві для одержання феросплавів, карбіду кальцію, цинку, жовтого фосфору і ін., дрібний кокс (–5-5 мм) використовується як паливо.
Кокс використовується як відновник і паливо в металургійній промисловості, а леткі речовини служать сировиною для виробництва різних хімічних продуктів. Найважливіші властивості коксу – — гранулометричний склад і механічна міцність.
'''Таблиця –— Кількість елементів, що містяться в твердому залишку при 500°С (% до початкового вугілля)'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="99%"
|align = "«center"»|'''Вид ТГК'''
|align = "«center"»|'''С'''
|align = "«center"»|'''Н'''
|align = "«center"»|'''N'''
|align = "«center"»|'''О'''
|-
|align = "«center"»|Сапропеліти
|align = "«center"»|54-61
|align = "«center"»|21-27
|align = "«center"»|17-32
|align = "«center"»|17-32
|-
|align = "«center"»|Буре вугілля
|align = "«center"»|78-83
|align = "«center"»|36-39
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|align = "«center"»|14-43
|-
|align = "«center"»|Молоде кам'яне вугілля
|align = "«center"»|75-82
|align = "«center"»|35-60
|align = "«center"»|68-85
|align = "«center"»|10-52
|}
'''Таблиця –— Розподіл елементів (% від змісту їх в шихті) при ВТК'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="99%" align="center"
|align = "«center"»|'''Продукти коксування'''
|align = "«center"»|'''С'''
|align = "«center"»|'''Н'''
|align = "«center"»|'''N'''
|align = "«center"»|'''O'''
|-
|align = "«center"»|Кокс
|align = "«center"»|84,2
|align = "«center"»|6,6
|align = "«center"»|13,8
|align = "«center"»|5,9
|-
|align = "«center"»|Смола
|align = "«center"»|3,8
|align = "«center"»|11,8
|align = "«center"»|6,4
|align = "«center"»|0,9
|-
|align = "«center"»|"«Сирий бензол"»
|align = "«center"»|1,4
|align = "«center"»|1,8
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|-
|align = "«center"»|Пірогенетична вода
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|align = "«center"»|12,5
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|align = "«center"»|59,2
|-
|align = "«center"»|Коксовий газ
|align = "«center"»|10,6
|align = "«center"»|66,3
|align = "«center"»|72,0
|align = "«center"»|34,0
|-
|align = "«center"»|Аміак
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|align = "«center"»|1,0
|align = "«center"»|10,8
|align = "«center"»|<nowiki>-</nowiki>
|}<br clear="all"/>
'''Таблиця –— Вихід фракцій кам'яновугільної смоли (%)'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="99%"
|align = "«center"»|'''Найменування фракцій'''
|align = "«center"»|'''Температурні границі, С'''
|align = "«center"»|'''Вихід фракції, %'''
|-
|align = "«center"»|Легке масло
|align = "«center"»|До 170-180170–180
|align = "«center"»|0,5-1,0
|-
|align = "«center"»|Середня фракція
|align = "«center"»|170-230
|align = "«center"»|10,0-12,0
|-
|align = "«center"»|Важка фракція
|align = "«center"»|230-270
|align = "«center"»|5,0-8,0
|-
|align = "«center"»|1-а антраценова фракція
|align = "«center"»|270-300
|align = "«center"»|3,0-5,0
|-
|align = "«center"»|2-а антраценова фракція
|align = "«center"»|300-360
|align = "«center"»|16,0-20,0
|-
|align = "«center"»|Пек кам'яновугільний
|align = "«center"»|Вище 360
|align = "«center"»|54,0-65,0
|}
'''Таблиця –— Середній склад сухого зворотного газу'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="100%" align="center"
|align = "«center"» colspan = "«2"»|'''Коксохімічні заводи'''
|align = "«center"»|'''CO'''<sub>'''2'''</sub>'''+H'''<sub>'''2'''</sub>'''S'''
|align = "«center"»|'''CO'''
|align = "«center"»|'''C'''<sub>'''m'''</sub>'''H'''<sub>'''n'''</sub>
|align = "«center"»|'''O'''<sub>'''2'''</sub>
|align = "«center"»|'''H'''<sub>'''2'''</sub>
|align = "«center"»|'''CH'''<sub>'''4</sub> ''''''і гомологи'''
|align = "«center"»|'''N'''<sub>'''2'''</sub>
|align = "«center"»|''','''<br />'''кг/м'''<sup>'''3'''</sup>
|align = "«center"»|'''Q'''<sub>'''H'''</sub>''','''<br />'''МДж/м'''<sup>'''3'''</sup>
|-
|align = "«center"» rowspan = "«2"»|України
|align = "«center"»|А
|align = "«center"»|2,0
|align = "«center"»|7,6
|align = "«center"»|2,3
|align = "«center"»|1,0
|align = "«center"»|61,2
|align = "«center"»|21,7
|align = "«center"»|4,2
|align = "«center"»|0,472
|align = "«center"»|19,1
|-
|align = "«center"»|Б
|align = "«center"»|2,1
|align = "«center"»|6,4
|align = "«center"»|0,4
|align = "«center"»|0,2
|align = "«center"»|50,5
|align = "«center"»|25,0
|align = "«center"»|15,0
|align = "«center"»|0,543
|align = "«center"»|15,5
|-
|align = "«center"» rowspan = "«2"»|Росії
|align = "«center"»|А
|align = "«center"»|2,7
|align = "«center"»|8,1
|align = "«center"»|2,4
|align = "«center"»|0,4
|align = "«center"»|54,4
|align = "«center"»|25,9
|align = "«center"»|4,9
|align = "«center"»|0,501
|align = "«center"»|19,1
|-
|align = "«center"»|Б
|align = "«center"»|3,8
|align = "«center"»|4,8
|align = "«center"»|3,8
|align = "«center"»|0,7
|align = "«center"»|60,2
|align = "«center"»|23,1
|align = "«center"»|3,6
|align = "«center"»|0,454
|align = "«center"»|17,6
|}<br clear="all"/>
'''Таблиця –— Склад коксового газу'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="97%"
|rowspan = "«2"»|'''Компоненти'''
|colspan = "«2"»|'''Кількість, г/м'''<sup>'''3'''</sup>
|-
|'''Прямий газ'''
|-
|Водяні пари
|250–250- 450
|25-30
|-
|2-5
|-
|Ароматичні<br />вуглеводні
|30-40
|32-36
|-
|Сірководень
|6–6- 40
|16-26
|-
|≤23
|-
|М40>40 мм,%
|>55
|-
|М10>10 мм,%
|<15
|-
|align = "«center"» colspan = "«2"»|Гранулометричний склад<sup>***</sup>(%) за класами, мм:
|-
|понад 80 мм
|≤10 %
|-
|менше 40 мм
|≤18 %
|-
|понад 20 мм
|≤3 %
|}
'''Таблиця –— Вимоги до якості коксу'''
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="100%" align="center"
|align = "«center"» rowspan = "«2"»|'''Показники якості коксу'''
|align = "«center"» rowspan = "«2"»|'''Сучасні'''<br />'''вимоги'''
|align = "«center"» colspan = "«2"»|'''Фактична якість коксу'''
|align = "«center"» rowspan = "«2"»|'''Перспективні вимоги (при витраті коксу <300 кг/т чавуну)'''
|-
|$$DeleteCell$$<br /><br />
|align = "«center"»|'''Північно-'''<br />'''американсь-кого'''
|align = "«center"»|'''Імпортованого'''<br />
|-
|align = "«center"»|Механічна міцність %:<br />індекс стабільності (>25 мм) індекс твердості (> 6,4 мм)
|align = "«center"»|<br />60<br />68
|align = "«center"»|<br />59<br />69
|align = "«center"»|<br />59-64<br />68
|align = "«center"»|<br />>61<br />>70
|-
|align = "«center"»|Середня крупність, мм
|align = "«center"»|50
|align = "«center"»|50
|align = "«center"»|50
|align = "«center"»|>50
|-
|align = "«center"»|Вміст класів,%<br />>50 мм<br />>25 мм<br />>12,5 мм
|align = "«center"»|<br />46<br />94<br />2
|align = "«center"»|<br />25-75<br />93<br />2
|align = "«center"»|<br />21-75<br />93<br />3
|align = "«center"»|<br />>50<br />>96<br />0
|-
|align = "«center"»|Вихід летких речовин %
|align = "«center"»|0,9
|align = "«center"»|0,75
|align = "«center"»|0,8
|align = "«center"»|<1,0
|-
|align = "«center"»|Вміст %<br />вологи<br />золи<br />сірки<br />лугів
|align = "«center"»|<br />5,0<br />8,5<br />0,75<br />0,20
|align = "«center"»|<br />5,0<br />8,5<br />0,7<br />0,18
|align = "«center"»|<br />5,0<br />7,5-10,0<br />0,6-0,7<br />0,17
|align = "«center"»|<br /><5,0<br /><8,5<br /><0,75<br /><0,2
|-
|align = "«center"»|CSR, %<br />CRI, %
|align = "«center"»|61<br />23
|align = "«center"»|61<br />25
|align = "«center"»|60-65<br />25-19
|align = "«center"»|>61<br /><22
|}<br clear="all"/>
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="68%" align="center"
|align = "«center"»|'''Індекс стабільності %'''
|align = "«center"»|'''Зміни витрати коксу, кг/т чавуну'''
|-
|align = "«center"»|<55
|align = "«center"»|8,0
|-
|align = "«center"»|55-62
|align = "«center"»|4,0
|-
|align = "«center"»|>62
|align = "«center"»|2,0
|-
|align = "«center"»|Вміст, ''%''
|align = "«center"»|
|-
|align = "«center"»|золи
|align = "«center"»|10,0
|-
|align = "«center"»|сірки*
|align = "«center"»|5,0
|-
|align = "«center"»|вологи
|align = "«center"»|2,5
|-
|align = "«center"»|Гаряча міцність CSR %
|align = "«center"»|
|-
|align = "«center"»|<u><58</u>
|align = "«center"»|0,75
|-
|align = "«center"»|>58
|align = "«center"»|1,50
|}<br clear="all"/>
* ''при зміні сірчистості коксу на 0,1%''
== Див. також ==
== Література ==
* [[Саранчук Віктор Іванович|В. І. Саранчук]], [[Ільяшов Михайло Олександрович|М. О. Ільяшов]], В. В. Ошовський, [[Білецький Володимир Стефанович|В. С. Білецький]]. Основи хімії і фізики горючих копалин. - — Донецьк: [[Східний видавничий дім]], 2008. – — с. 600. ISBN 978-966-317-024-4
* {{МГЕ|nocat=1}}
| 