روزی روزگاری، گاز کوره کک به عنوان یک محصول جانبی در فرآیند تولید کک در نظر گرفته می شد، بنابراین اغلب حتی در جو منتشر می شد (که بسیار ضایع است!). بعداً از گاز برای گرم کردن کوره‌های کک استفاده شد و امروزه برای مصارف خانگی و سایر نیازها به طور کامل در بین مصرف‌کنندگان خارجی توزیع می‌شود. گاز کک چگونه تولید می شود و ترکیب آن چیست؟ این مقاله تمام جنبه های موضوع را مورد بحث قرار می دهد و نمونه های خاصی از استفاده از گاز را ارائه می دهد.
جنبه تاریخی
تاریخ گاز کوره کک در اواخر قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم آغاز شد. حتی در آن زمان نیز برای روشنایی، گرمایش و بر این اساس برای پخت و پز و سایر کارهای خانه استفاده می شد. در آن زمان انقلاب صنعتی و شهرنشینی رخ داد. تولید محصولات جانبی، قطران زغال سنگ و آمونیاک به عنوان مهمترین اجزاء، یعنی مواد خام، در ساخت رنگهای یک ترکیب شیمیایی و در کل صنعت شیمیایی شروع به کار کرد. بنابراین، کاملاً همه انواع رنگهاطبیعت مصنوعی از قطران و گاز کوره کک ساخته شده است.
علاوه بر این، گاز کوره کک به طور گسترده در کوره های تولید محصولات صنعتی، در موتورهای گازسوز و البته به عنوان ماده اولیه در تولید محصولات شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است.
تولید گاز کوره کک
به دست آوردن گاز کک کوره همزمان با تولید کک در کارخانه های کک با تقطیر خشک زغال سنگ اتفاق می افتد. توجه به این نکته ضروری است که این فرآیند لزوما باید در دمای 900-1200 درجه انجام شود. همانطور که در بالا ذکر شد، در مراحل اولیه تولید، گاز به عنوان یک محصول جانبی در نظر گرفته می شد، بنابراین اغلب به هوای اتمسفر می رفت. کمی بعد کوره های کک شروع به گرم شدن با گاز کک کردند. بنابراین، مصرف گاز برای نیازهای شخصی کاهش قابل توجهی داشته است (تقریباً به 60٪)، در حالی که مابقی این مقدار متعلق به دسته های دیگر مصرف کنندگان است، به عنوان مثال، برای کوره های گرمایش در تولید متالورژی که دمای آنها بسیار بالا است. یا برای کارهای خانه امروزه، مطلقاً تمام گاز متعلق به مصرف کنندگان خارجی است. چرا؟ واقعیت این است که گاز کوره کک بسیار پر کالری است، به این معنی که می توان از گاز ارزان تری برای گرم کردن کوره ها استفاده کرد. LPG نمونه بارز این موضوع است. به هر حال، بر اساس مخلوط پروپان-بوتان است.
ترکیب گاز کوره کک
همانطور که معلوم شد، از انواع گازهابا منشاء مصنوعی، گاز در نظر گرفته شده در مقاله و به دست آمده در فرآیند کک سازی زغال سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. لازم به ذکر است که از نظر عملی ترکیب آن دستخوش نوسانات قابل توجهی می شود. این به عنوان یک قاعده به مواد اولیه ای که به عنوان سوخت استفاده می شود، به تفاوت در حالت های عملکرد، به وضعیت فیزیکی کوره های کک و غیره بستگی دارد. ارزش حرارتی آن بین 15-19 MJ/m3 است. اگر اجزای این گاز را درصدی از حجم در نظر بگیریم، تصویر زیر تشکیل می شود:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- هیدروکربن های غیراشباع: 2-3.
- O2: 0، 4-0، 8.
لازم به ذکر است که گاز کوره کک (فرمول: H2CH4NH3C2H4) دارای چگالی در دمای صفر درجه از 0.45 تا 0.50 کیلوگرم بر متر مکعب است، ظرفیت گرمایی آن برابر با 1.35 کیلوژول / (m3 K) است. و دما، همراه با فرآیند احتراق، به 600-650 درجه می رسد.
فرمول مواد
همانطور که در بالا مشخص شد، ترکیب گاز کوره کک شامل موادی مانند هیدروژن (H2)، متان (CH4)، آمونیاک (NH3) و اتیلن (C2H4) است. به عنوان مثال، مناسب است که ترکیب زیر از گاز کک خالص شده را ارائه دهیم:
| کامپوننت | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Content، % | 55، 5 | 27, 6 | 8، 2 | 6، 0 | 2، 0 | 0, 7 |
مهم است که توجه داشته باشید که ترکیب گاز مورد نظر به شدت به رژیم دمایی فرآیند کک سازی و مدت زمان آن بستگی دارد. کیفیت زغال سنگ فرآوری شده نیز نقش مهمی ایفا می کند. بنابراین، هر چه رژیم دمایی فرآیند کک‌سازی بالاتر باشد، سطح تجزیه هیدروکربن‌ها بیشتر می‌شود و از این رو محتوای هیدروژن و مونوکسید کربن در گاز بیشتر می‌شود. بر این اساس، محتوای دی اکسید کربن، برعکس، کمتر خواهد بود.
نیاز به تمیز کردن گاز کک
امروزه، مشکل نیاز به تمیز کردن گاز کوره کک کاملاً حاد است، زیرا این ترکیب بر جنبه زیست محیطی زندگی تأثیر منفی می گذارد. بنابراین، جامعه مدرن در تلاش است تا فناوری های مربوطه را بهبود بخشد. تمیز کردن گازهای کوره کک برای کارایی مکانیسم های کارخانه ضروری است، زیرا سیانید هیدروژن که محتوای آن در گاز کوره کک بسیار زیاد است، عامل اصلی خوردگی تجهیزات حرفه ای است. علاوه بر این، آمونیاک لزوما در طول تشکیل گاز کوره کک آزاد می شود. این ماده نه تنها بر روی خطوط لوله، بلکه بر محیط زیست نیز تأثیر بسیار مضری دارد، زیرا در نهایت به آنجا می رسد. نتیجه عملیات در نظر گرفته شده سطح بالایی از از دست دادن محصولات با منشاء شیمیایی برای یک گیاه خاص است وهمچنین درجه قابل توجهی از انتشار گازها و ضایعات با منشاء مایع در جو.
فرایند تمیز کردن گاز کک
همانطور که مشخص شد، تولید گاز کوره کک مشکلات زیادی را به دنبال دارد که نیاز به تصفیه آن را کاملاً توجیه می کند. تا به امروز موثرترین روش اختراعی است که در این فصل توضیح داده شده است که به طور گسترده در صنعت کک استفاده می شود. اول از همه، لازم است که گاز را با محلول فسفات آمونیوم در یک جاذب، که باید مجهز به سینی باشد، شستشو دهید. در مرحله بعد، گاز کوره کک باید با این محلول قبل از ورود به ناحیه سینی جاذب تصفیه شود. در این صورت مصرف ویژه محلول در گردش باید 1.0-1.2 لیتر بر متر مکعب گاز باشد، سپس چگالی آن برابر با 1.195-1.210 کیلوگرم در لیتر خواهد بود. این روش برای تمیز کردن گاز کوره کک، همانطور که در بالا ذکر شد، امروزه اغلب در صنعت مربوطه استفاده می شود، زیرا موثرترین است.
کاربرد گاز کوره کک
امروزه گاز کوره کک به طور گسترده و ایمن در جامعه به عنوان سوخت در کارخانه های متالورژی و همچنین در فعالیت های اقتصادی شهرداری و به عنوان ماده اولیه برای تولید استفاده می شود. همانطور که مشخص شد، هیدروژن از گاز کوره کک منتشر می شود، که به سادگی برای سنتز آمونیاک با استفاده از یک روش شناخته شده تراکم در شرایط رژیم دمای پایین ضروری است. در نتیجه ایندر طول عملیات، کسری تشکیل می شود که به عنوان یک ماده خام با کیفیت بالا برای انواع مختلف سنتز عمل می کند. لازم به ذکر است که اختلاط سولفید هیدروژن در گاز کوره کک در هر صورت کاملاً نامطلوب است (هم زمانی که گاز کوره کک به عنوان سوخت استفاده می شود و هم زمانی که به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات شیمیایی عمل می کند). به همین دلیل است که فرآیند پاکسازی، که در فصل قبل به طور کامل مورد بحث قرار گرفت، بسیار ضروری است.
خواص گاز
در نتیجه، مناسب است که خواص فیزیکی گاز کوره کک را در نظر بگیریم. بنابراین، قدرت حرارتی آن از 3600 تا 3700 کیلو کالری در متر مکعب است، وزن مخصوص در ترکیب ماده از 0.45 تا 0.46 کیلوگرم در متر مکعب (که تقریباً سه برابر سبکتر از هوا است) متغیر است، حداکثر رژیم دمای احتراق آن است. برابر با 2060 درجه است و خود این فرآیند با شعله قرمز همراه است.
مهم است که توجه داشته باشید که گاز مورد نظر هنگامی که با هوا ترکیب می شود انفجاری است. علاوه بر این، حد پایین انفجار حجمی 6 درصد گاز (بقیه هوا) است، در حالی که سطح انفجاری بالایی به 32 درصد گاز می رسد (بقیه هوا). دمای اشتعال برابر با 550 درجه است و برای سوزاندن 1 متر مکعب گاز تقریباً 5 متر مکعب هوا نیاز است. گاز کوره کک رنگ و طعمی ندارد، اما بوی نفتالین و تخم مرغ گندیده دارد که می توان آن را با محتوای سولفید هیدروژن در ترکیب آن توضیح داد.
