Wat is cola? Dit is een strategisch belangrijk product verkregen door thermische zuurstofvrije ontleding. Het is verdeeld in vele soorten. Dus olie en pek, turf en koolcokes worden geïsoleerd. Maar de belangrijkste is de laatste. Het is steenkoolcokes dat fungeert als het basisbestanddeel van de productie van hoogovens.
Belangrijk product
Wat betekent het woord 'cola'? De morfologie van dit concept vertelt ons dat het een brandbaar vast residu is dat wordt gevormd tijdens de thermische zuurstofvrije verwarming van sommige organische stoffen, waaronder steenkool (bruin of steen), olie en ook turf. Het woord zelf heeft Engelse wortels. Cokes betekent niets anders dan het product verkregen door thermische ontleding.
Cokesproductie in Rusland is een belangrijk onderdeel van het industriële complex. Volgens statistieken wordt dit strategisch belangrijke product jaarlijks geproduceerd in een hoeveelheid van 27 miljoen ton. In dergelijke hoeveelheden is het van vitaal belang voor de gieterij en de metaalindustrie. De grootste Russische cokesproducent is Severstal. Dit bedrijf bezit zijn eigen productie van dit type brandstof en gebruikt het voor de behoeften van zijn eigen metallurgische fabrieken. De grootste hoogovens van Severstal bevinden zich in Cherepovets. Ze produceren cola van de hoogste kwaliteit.
laden
Voor het handhaven van de verbranding van hoogovens is een grote hoeveelheid koolcokes vereist. Dit product is een poreuze, maar tegelijkertijd solide gesinterde massa. Het wordt verkregen door vluchtige stoffen uit steenkool te verwijderen.
De productie van cokeschemicaliën is gebaseerd op een hydrolyseproces. Bovendien is droge destillatie van steenkool ook mogelijk. Maar in elk geval wordt de productie van cola geassocieerd met de verwarming van het oorspronkelijke product zonder de minste luchttoegang. Het doel van hydrolyse is om koolstof te scheiden van alle andere stoffen waaruit steenkool bestaat. Wat is de grondstof voor de productie van cola? Dit is steenkool van verschillende kwaliteiten, waaronder vet en cokes, gas en mager. Dergelijke grondstoffen worden een lading genoemd. De basis van dit product is de duurste variëteit - cokeskool. De heffing wordt geleverd aan Russische metallurgische fabrieken uit de deposito's van Kuzbass en Pechora. Yakutia kan trots zijn op de rijke afzettingen van cokeskool. Hier worden ze gedolven op het grondgebied van Nerjoengri, waarvoor speciaal een spoorlijn werd getrokken.
Vanwege de schaalgrootte vereist de productie van cokes een grote hoeveelheid grondstoffen. Het wordt geleverd aan productiewinkels in bulkwagens. Hier wordt de lading geladen in enorme torens, waarin speciale mechanismen, zoals pompen, inkomende steenkool in cokeskolommen pompen. In de winter komt de lading in de regel in bevroren toestand aan. En daarom wordt het voor het lossen direct in de auto's verwarmd, waardoor ze in speciale grote hangars worden gedreven.
Voorbereiding opladen
De productie van cola begint zelf met het sorteren van de lading. Alle steenkool die naar de fabriek is gekomen, wordt door zijn eigenschappen en samenstelling verdeeld in de nodige groepen. Hierna wordt het mengsel fijngemaakt en gemengd. Wat volgt is de dosering. Het is gemaakt op automatische schalen. Na een dergelijke bereiding wordt het mengsel verrijkt met behulp van stofverwijdering, zeven, wassen, flotatie en andere methoden. Met dit alles kunt u onzuiverheden uit grondstoffen verwijderen. Nadat de lading moet worden gedroogd en naar de laatste fase van het breken moet worden gevoerd, wat resulteert in korrels waarvan de straal niet groter is dan 3 mm.
Op deze manier bereide grondstoffen zijn klaar om te beginnen met de productie van hoogovencokes. Het wordt opnieuw geladen in de mengeenheden en komt vervolgens in de opslagbakken in de kolen toren.
Cola-batterijen
De afgewerkte grondstof, die nodig is om de productie van cokes uit te voeren, wordt vanuit de kolenmijn in de trechter van de laadwagen gegoten. Daarna wordt het geleverd aan cokesovenbatterijen. Dit is een systeem dat bestaat uit verschillende kamers waarin het productieproces van het eindproduct plaatsvindt.
De cokesoven is een structuur waarvan de wanden zijn bekleed met vuurvaste stenen. De lengte is 13-15 m, de breedte is 0,4-0,5 m, de hoogte is 5-5,5 m. Dergelijke kamerafmetingen maken het mogelijk om het cokesproductieproces in een redelijk snel tempo uit te voeren.
In de bogen van dergelijke kamers bevinden zich drie of vier luiken met goed sluitende deksels. Ze zijn ontworpen om grondstoffen te laden. De eindwanden van de kamers hebben ook verzegelde metalen deuren. In het proces van hoe cokes wordt gevormd, vereist de productie de verwijdering van gasvormige producten die hieruit voortvloeien. Dit wordt ook voorzien in het ontwerp van de camera's. In hun bovenste gedeelte hebben ze speciale risers waarlangs vluchtige stoffen de gascollector binnenkomen.
In een tijd waarin de productie van cokes aan de gang is, vereist procestechnologie een aanzienlijke verwarming van de kamers. Hiervoor worden speciale pieren ertussen gebouwd. Ze vertegenwoordigen een heel systeem van verwarmingskanalen waardoor hete gassen bewegen. Als gevolg hiervan worden de wanden van de kamers verwarmd. Onderaan de faciliteiten voor de productie van cokes bevinden zich regeneratoren. Ze zijn nodig voor het verwarmen van de kamers met gassen die worden toegevoerd via gaspijpleidingen, evenals die welke de lucht verlaten.
Laad verwarming
Er is een spoor boven de cokesovenkamers. Een laadwagen rijdt erlangs. Hieruit komt het mengsel door de luiken de kamer binnen. Dit komt door speciale mechanismen op de auto, die de verzegelde deksels kunnen losschroeven en vervolgens sluiten.
Een speciale cokesuitwerpmachine beweegt langs een rail langs een van de zijkanten van de kamer. Zij is het die naar de zijdeuren komt en ze opent. Verder duwt dit apparaat de resulterende cokes. Aan de andere kant nadert een bluswagen de camera. Hij neemt het hete product en transporteert het naar het gebied onder de blustoren, waarna het op een helling wordt gelost.
Eindproduct opleiding
Alle productie van metallurgische cokes houdt zich strikt aan technologische processen die moeten voorkomen dat lucht de kamer binnendringt. Hoe gaat dit? Het cokesproductieproces begint onmiddellijk nadat de beladingsauto een afgemeten dosis van de lading in de kamer levert. Tegelijkertijd worden de luiken gesloten en worden verwarmingsapparaten ingeschakeld.
Wat gebeurt er in de beginfase wanneer de productie van cokes wordt uitgevoerd? De procestechnologie in zijn eerste fase zorgt voor de afgifte van gassen en water uit de afgewerkte grondstoffen. Hierna smelt het mengsel en bezinkt het. Een verdere temperatuurstijging leidt tot de expansie van dit tussenproduct. Dit komt door de verdere evolutie van gassen en dampen. Verder wordt de lading geleidelijk vast. Wat is de laatste fase van het proces dat leidt tot cola? De productie van dit product wordt uitgevoerd tijdens het kraken en krimpen van cake. Als gevolg hiervan wordt de zogenaamde cokescake gevormd. Alle fracties met een dampgasvorm worden langs risers afgevoerd naar de gascollector.
Het proces van het verwarmen van de lading in de kamers gaat van de verwarmde muren naar het midden. Vanwege de lage warmtegeleiding van grondstoffen op verschillende plaatsen, bevinden cokesfasen zich in verschillende fasen.
Het hele proces van cokesvorming duurt 14 tot 17 uur.De duur hangt af van de verbrandingstemperatuur van de lading, de samenstelling en de grootte van de kamer.
Na voltooiing van het cokesproductieproces worden de verwarmingsapparaten uitgeschakeld en overlappen de risers elkaar. Een uitwerper is geschikt voor de cokesovendeuren, met behulp waarvan het resulterende product in een quencher wordt gelost. Aldus wordt de oven vrijgegeven. Daarna hangt de uitwerper de luchtdichte deuren op en gaat op rails naar de volgende kamer. Er volgt ook een laadwagen. Hij opent de luiken en laadt een nieuwe dosis gerecyclede lading.
Productlevering aan de toren
De in de kamers verkregen cola moet worden gedoofd. Na contact met lucht treedt immers spontane verbranding op. In de blusauto wordt cola afgeleverd aan de toren, waar het uiteindelijk wordt gedoofd door water. Het product stroomt vervolgens uit de auto op een schuin betonnen oppervlak, een oprit genoemd. Hier koelt het binnen twintig minuten af. Hierna wordt cokes door transportbanden getransporteerd om te sorteren.
Bijbehorende producten
Cokesproductie is niet mogelijk zonder het vrijkomen van vluchtige stoffen. Ze zijn een mengsel van gassen en dampen. Dergelijke componenten worden gezamenlijk aangeduid als direct cokesovengas. Na verwerking van een ton van het mengsel, waarvan het vochtgehalte 6% bereikt, wordt 270 kg direct kooksovengas verkregen. In volumetermen is dit cijfer 330 kubieke meter.
In directe cokesovengas verkregen uit één ton van de lading bevat:
- ongeveer dertig kilo koolteer;
- 10 kg ruwe benzeen;
- 3 kg ammoniak;
- 5 kg waterstofsulfide;
- 80 kg water;
- 140 kg retourgas.
Tot voor kort was de productie van cokes de enige leverancier die benzeenkoolwaterstoffen aanbood. Na de ontwikkeling van de olieraffinagesector werd het echter mogelijk om deze producten met minder investeringen te verkrijgen. Dit leidde ertoe dat het aandeel van de cokesproductie in de aanvoer van benzeenkoolwaterstoffen daalde tot veertig procent. Dit product wordt gebruikt als grondstof in het proces van organische synthese. De lichte fractie ervan wordt verwerkt met ruwe benzeen.
Andere soorten bijproducten na hun rectificatie en verwerking met chemische reagentia, evenals na bevriezing en daaropvolgende kristallisatie, maken het mogelijk om ongeveer driehonderd hoogwaardige chemische verbindingen te verkrijgen.
Olie gebruik
Deze natuurlijke stof, zoals steenkool, is strategisch belangrijk voor ons land. Hun productie van cokes en aardolieproducten, die zijn:
- brandstof;
- ceresines en paraffines;
- smeeroliën;
- bitumen;
- vet;
- grondstoffen bestemd voor het belangrijkste organische en petrochemische complex;
- andere producten.
Petroleumcokes
Deze zin is collectief van aard. Petroleumcokes wordt begrepen als diepverwerkingsproducten van "zwart goud". De grondstoffen voor de productie zijn de componenten die worden verkregen bij de primaire verwerking van olie. Dit zijn teer en semi-teer, asfalt en extract.
De productie van petroleumcokes vindt op twee manieren plaats:
- vertraagde cokesvorming in onverwarmde reactoren;
- in destillatie-installaties met horizontaal verwarmde reactoren.
De eerste van deze twee methoden is het populairst. Met zijn hulp wordt bijna tachtig procent van dit soort producten geproduceerd.
Petroleumcokes wordt vervolgens gebruikt bij de vervaardiging van elektroden, evenals anodemassa's en anoden voor aluminiumsmelten. Het vindt toepassing in de technologische processen van de productie van ferrolegeringen, schuurmiddelen, silicium. Petroleumcokes wordt veel gebruikt in de chemische industrie.
Het verkrijgen van dit product gebeurt bij lage druk. Tegelijkertijd wordt de temperatuur gehandhaafd van 480 tot 560 graden.Dit maakt de productie van petroleumcokes en benzine, koolwaterstofgassen en kerosine-gasoliefracties mogelijk.
Het cokesproces is het splitsen van alle componenten waaruit de grondstof bestaat. In dit geval worden vloeibare destillaatfracties en koolwaterstofgassen gevormd.
Het industriële proces voor de productie van petroleumcokes wordt uitgevoerd met behulp van drie soorten fabrieken. Naast periodieke cokesvorming in speciale kubussen en een vertraagd proces in de kamers, kan het continu voorkomen in de gefluïdiseerde massa van de cokesdrager. Overweeg een van hen, die het meest wordt gebruikt, in meer detail.
Langzaam cokes
Dit proces wordt ook semi-continu genoemd. Deze methode voor het produceren van petroleumcokes is het meest gebruikelijk in de wereldpraktijk. Het impliceert een dergelijk technologisch proces waarbij de voorverwarmde grondstof tot 350-380 graden continu wordt toegevoerd aan speciale platen in destillatiekolommen. Dergelijke installaties werken bij atmosferische druk. Grondstoffen voor de productie van petroleumcokes stromen langs de platen en staan in contact met de dampen die uit de reactie-apparatuur opstijgen. Het resultaat van deze massa- en warmteoverdracht is condensatie. Hij is het die, samen met het oorspronkelijke product, secundaire grondstoffen vormt om verder te worden verwarmd tot 490-510 graden in buisovens.
Vervolgens komt het mengsel in de cokesovenkamers. Dit zijn verticaal geplaatste holle cilinders met een hoogte van 22-30 meter en een diameter van 3-7 m
De reactiemassa komt continu de cokesovenkamers binnen. Bovendien duurt dit proces 24 tot 36 uur. Gedurende deze tijd kookt de massa, dankzij de warmte die het vasthoudt, geleidelijk aan. Wanneer de kamer voor 70-90 procent gevuld is met het eindproduct, wordt deze verwijderd met een normale waterstraal onder hoge druk.
Vervolgens wordt cokes in een breker geplaatst, waarin deze wordt verpletterd tot stukken waarvan de grootte niet groter is dan 150 mm. Daarna wordt het product met een lift naar het scherm gevoerd en in fracties van verschillende grootte gesorteerd. De kamer waarin de cokes werd verkregen, is onderhevig aan verwarming met waterdamp en die dampen die worden toegevoerd door werkende apparaten. Vervolgens wordt de tank opnieuw gevuld met grondstoffen.
Na het doorlopen van het proces ontstaan vluchtige producten. Dit is een damp-vloeistofmengsel dat continu uit de bestaande kamers wordt afgevoerd en achtereenvolgens in gassen wordt gescheiden, eerst in een destillatiekolom en vervolgens in een waterscheider en gasblok, evenals in een stripkolom.