Era uma vez, o gás de coqueria era considerado um subproduto no processo de fabricação do coque, muitas vezes era até lançado na atmosfera (o que é um desperdício!). Mais tarde, o gás foi usado para aquecer fornos de coque, e hoje já é totalmente distribuído para consumidores externos para uso doméstico e outras necessidades. Como é produzido o gás de coque e qual a sua composição? Este artigo discute todos os aspectos da questão e fornece exemplos específicos do uso do gás.
Aspecto histórico
A história do gás de coqueria começou no final do século 19 - início do século 20. Mesmo assim, era usado para iluminação, aquecimento e, consequentemente, para cozinhar e outras tarefas domésticas. Nessa época, eclodiu a revolução industrial e a urbanização. A produção de subprodutos, alcatrão de carvão e amoníaco passou a servir como os componentes mais importantes, nomeadamente matérias-primas, no fabrico de corantes de composição química e na indústria química como um todo. Assim, absolutamente todos os tipos de corantesnatureza artificial eram feitos de alcatrão e gás de coqueria.
Além disso, o gás de coqueria tornou-se amplamente utilizado em fornos para fabricação de produtos industriais, em motores a gás e, claro, como matéria-prima na produção de produtos químicos.
Produção de gás de coqueria
A obtenção do gás de coqueria ocorre simultaneamente com a produção de coque nas coquerias por destilação a seco do carvão. É importante notar que este processo deve necessariamente ocorrer a uma temperatura de 900-1200 graus. Como observado acima, nos estágios iniciais de geração, o gás era considerado um subproduto, de modo que muitas vezes escapava para o ar atmosférico. Um pouco mais tarde, os fornos de coque começaram a ser aquecidos com gás de coqueria. Assim, o consumo de gás para necessidades pessoais sofreu uma redução significativa (quase 60%), enquanto o restante do valor pertenceu a outras categorias de consumidores, por exemplo, para fornos de aquecimento na produção metalúrgica, cuja temperatura é extremamente alta, ou para tarefas domésticas. Hoje, absolutamente todo o gás pertence a consumidores externos. Por quê? O fato é que o gás de coqueria é muito calórico, o que significa que é possível usar um gás mais barato para o aquecimento de fornos. O GLP é um excelente exemplo disso. A propósito, é baseado em uma mistura de propano-butano.
Composição do gás de coqueria
Como se viu, de uma variedade de gasesde origem artificial, o gás considerado no artigo e obtido no processo de coqueificação do carvão é de grande importância. Deve-se notar que, do ponto de vista prático, sua composição sofre flutuações significativas. Isso depende, via de regra, da matéria-prima utilizada como combustível, da diferença de modos de operação, das condições físicas dos fornos de coque etc. Seu poder calorífico está entre 15-19 MJ/m3. Se considerarmos os componentes desse gás como uma porcentagem do volume, forma-se a seguinte imagem:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- hidrocarbonetos insaturados: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
É importante notar que o gás de coqueria (fórmula: H2CH4NH3C2H4) tem uma densidade a uma temperatura de zero graus de 0,45 a 0,50 kg / m3, a capacidade calorífica é igual a 1,35 kJ / (m3 K), e a temperatura, que acompanha o processo de ignição, atinge 600-650 graus.
Fórmula da substância
Como se viu acima, a composição do gás de coqueria inclui substâncias como hidrogênio (H2), metano (CH4), amônia (NH3) e etileno (C2H4). Como exemplo, seria apropriado fornecer a seguinte composição de gás de coqueria purificado:
| Componente | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Conteúdo, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
É importante notar que a composição do gás em consideração é estritamente dependente do regime de temperatura do processo de coqueificação e sua duração. A qualidade do carvão processado também desempenha um papel importante. Assim, quanto maior o regime de temperatura do processo de coqueamento, maior o nível de decomposição dos hidrocarbonetos e, portanto, maior o teor de hidrogênio e monóxido de carbono no gás. Assim, o teor de dióxido de carbono, pelo contrário, será menor.
Necessidade de limpeza com gás de coque
Hoje, o problema da necessidade de limpar o gás de coqueria é bastante agudo, pois essa composição afeta negativamente o aspecto ambiental da vida. Assim, a sociedade moderna se esforça para melhorar as tecnologias relevantes. A limpeza dos gases de coqueria é necessária para a eficiência dos mecanismos da planta, pois o cianeto de hidrogênio, cujo teor no gás de coqueria é bastante elevado, é a principal causa de corrosão dos equipamentos profissionais. Além disso, a amônia é necessariamente liberada durante a formação do gás de coqueria. Esta substância tem um efeito extremamente prejudicial não só nos oleodutos, mas também no meio ambiente, porque acaba por chegar lá. O resultado das operações consideradas é um alto nível de perda de produtos de origem química para uma determinada planta, etambém um grau significativo de emissão de gases e resíduos de origem líquida para a atmosfera.
Processo de limpeza de gás de coque
Como se viu, a produção de gás de coqueria acarreta uma série de problemas, o que justifica plenamente a necessidade de sua purificação. Até hoje, o método mais eficaz é a invenção descrita neste capítulo, que é amplamente utilizada na indústria de coque. Em primeiro lugar, é necessário lavar o gás com uma solução de fosfato de amônio em um absorvedor, que deve ser equipado com bandejas. Em seguida, o gás de coqueria deve ser tratado com esta solução antes de entrar na área da bandeja do absorvedor. Neste caso, o consumo específico da solução circulante deve ser de 1,0-1,2 l/m3 de gás, então sua densidade será igual a 1,195-1,210 kg/l. Este método de limpeza de gás de coqueria, como mencionado acima, é frequentemente usado hoje na indústria relevante, porque é o mais eficaz.
Aplicação de gás de coqueria
Hoje, o gás de coqueria é amplamente utilizado na sociedade e com segurança como combustível em usinas metalúrgicas, nas atividades econômicas municipais e como matéria-prima para a produção. Como se viu, o hidrogênio é emitido do gás de coqueria, que é simplesmente necessário para a síntese de amônia por meio de um método conhecido de condensação funcionando sob a condição de um regime de baixa temperatura. Como resultado dissoDurante a operação, forma-se uma fração que serve como matéria-prima de alta qualidade para diversos tipos de sínteses. Deve-se notar que a mistura de sulfeto de hidrogênio no gás de coqueria é absolutamente indesejável em qualquer caso (tanto quando o gás de coqueria é usado como combustível quanto quando serve como matéria-prima para a produção de produtos químicos). É por isso que o processo de limpeza, que foi amplamente discutido no capítulo anterior, é tão necessário.
Propriedades do gás
Em conclusão, seria apropriado considerar as propriedades físicas do gás de coqueria. Assim, seu poder calorífico é de 3600 a 3700 kcal/m3, a gravidade específica na composição da substância varia de 0,45 a 0,46 kg/m3 (que é quase três vezes mais leve que o ar), o regime de temperatura máxima de sua combustão é igual a 2060 graus, e o processo em si é acompanhado por uma chama vermelha.
É importante notar que o gás em questão é explosivo quando combinado com o ar. Além disso, o limite explosivo inferior por volume é de 6% de gás (o resto é ar), enquanto o nível explosivo superior atinge 32% de gás (o resto é ar). A temperatura de ignição é igual a 550 graus, e para queimar 1 metro cúbico de gás são necessários aproximadamente 5 metros cúbicos de ar. O gás de coqueria não é dotado de cor e sabor, mas tem um cheiro azedo de naftaleno, ovo podre, o que pode ser explicado pelo teor de sulfeto de hidrogênio em sua composição.
