Extras din laborator

Piroliza carbunelui inseamna incalzirea carbunelui intr-o atmostfera fara oxidare pentru a reduce gazele, lichidele si un deseu solid (mangal si cocs). Piroliza carbunelui la temperaturi este numita corbonizare. In acest proces temperatura gazelor de fum este in mod normal 1150 - 1350 °C incalzind indirect carbunele pana la 1000 - 1100 °C pentru 14 - 24 ore. Aceasta produce cocsurile pentru furnal si turnatorie. Cocsul este primul agent de reducere in furnale si nu poate fi inlocuit in intregime cu alti combustibili cum ar fi carbunele. Cocsul functioneaza ambele ca suport material si ca stanta prin care gazul circula in coloana de depozitare.

Numai anumiti carbuni, spre exemplu carbunii de cocseficare sau bituminos, cu proprietatile plastice corespunzatoare, pot fi convertiti in cocs si, ca si cu minereurile, cateva tipuri pot fi amestecati pentru a imbunatati productivitatea furnalului, viata de functionare a bateriei de cocsificare, etc.

Procesul de carbonizare incepe imediat dupa incarcarea carbunelui. Gazul si umezeala antrenate, sunt de aproximativ 8-11% din incarcatura de carbune. Acest gaz brut al cuptorului de cocserie (COG) este evacuat prin tevile ascensionale in conducta principala de colectare. Continutul caloric ridicat al gazului inseamna ca dupa purificare poate fi folosit ca si combustibil (ex. pentru incalzirea acumulatorului). Carbunele este incalzit prin sistemul incalzire si ardere descris mai sus si ramane in cuptorul de cocserie pana cand centrul carbunelui a atins temperatura de 1000 - 1100 °C.

Depinzand de latimea cuptorului si conditiile de incalzire procesul de preparare dureaza aproximativ 14-24 ore pentru a fi complet. Figura urmatoare arata principalele surse de emisii in timpul prepararii. Acestea pot fi emisii prin usa, emisii de la gaurile de incarcare si conductele ascensionale si deasemenea, in cazul fisurilor peretelui, emisii ale COG prin gaze de incalzire.

Cocsul carbonizat in intregime este impins din cuptor intr-un container de catre berbecul impingatorului. Contactul cu oxigenul atmosferic cauzeaza arderea instantanee a cocsului. Containerul folosit este in general un vagonet de turn de stins cocs care transporta cocsul fierbinte la turnul de stins cocs. Aici cocsul este stins direct cu cantitati mari de apa. Partea de apa care nu se evapora poate fi colectata si folosita in urmatorul cuptor, astfel prevenind emisiile apei reziduale.

Colectarea si tratarea gazului de cocsificare (COG) cu recuperarea produselor secundare

COG brut are un continut caloric specific ridicat cauzat de prezenta hidrogenului, metanului, monoxidului de caebon si hidrocarburilor. In plus, gazul cuptorului de cocserie brut contine produse valoroase cum ar smoala, ulei usor (compus in principal din BTX (benzen, toluen si xileni)), sulf si hidrat de amoniu. Tabelul 6.1 arata compozitia gazului dur a cuptorului de cocserie. Din cateva motive gazul cuptorului de ardere trebuie sa fie tratat inainte de a fi folosit ca si combustibil.

Obtinerea gazului brut

[m3/h/t coal] Densitatea gazului brut

[kg/Nm3] H2 [vol.%] CH4

[vol.%] CxHy [vol.%] CO

[vol.%] H2S [vol.%] BTX

[g/Nm3] PAH

[mg/

Nm3] NH3 [g/Nm3] CO2

[vol.%]

12 - 25 0.53 - 0.62 39 - 65 32 - 42 3.0 - 8.5 4.0 - 6.5 3 - 4 23 - 30 n/a 6 - 8 2 - 3

Tabelul 6.1 : Compozitia gazului de cocs

Compusii de sulf si hidrat de amoniu cauzeaza corodarea conductei si echipamentului si compusii de sulf cauzeza emisiile SO2 atunci cand gazul cuptorului de cocserie este folosit ca si combustibil. Pentru fiecare tona de cocs produs, sunt generate aproximativ 3 kg de hidrat de amoniu si 2.5 kg de H2S.

In unele cazuri, uleiul usor, si in special BTX este recuperat din gazul brut al cuptorului de cocserie ca produs secundar valorios. Pana la 15 kg de ulei usor poate fi recuperat pe tona de cocs produs. Acest ulei contine benzen, toluen, xilen, non-aromatici, aromatici corespunzatori, fenol, baze de piridina si alti compusi organici cum ar fi hidrocarburi policiclice aromate (PAH).

Racirea gazului

Gazul brut fierbinte al cuptorului intra in conductele de ascensiune la o temperatura de aproximativ 800°C. In conducta curbata este racit direct de un jet de apa amoniacala la o temperatura de around 80°C saturata cu aburi. Aceasta necesita 2-4 m3 apa amoniacala pentru fiecare tona de carbuna corbonizat.