Большая советсткая энциклопедия Коксование

Коксование

Коксование, промышленный метод переработки природных топлив (главным образом каменного угля) путём нагревания до 950—1050 °С без доступа воздуха. Основной продукт К. — кокс.

К. возникло в 18 в., когда истребление лесов для получения древесного угля, первоначально шедшего на выплавку чугуна, стало угрожающим и потребовалось заменить этот уголь минеральным топливом. В 1735 в Великобритании была проведена первая доменная плавка на коксе. Кокс выжигался в кучах, подобно тому как до этого выжигался древесный уголь. В конце 18 в. было освоено К. в полузакрытых, а с 1830 — в закрытых камерах, причём выделяющиеся летучие продукты сжигались. С 70-х гг. 19 в. начинают использовать летучие продукты; совершенствуются методы обогрева печей для К. К началу 20 в. процесс К. оформился в современном виде, и в дальнейшем происходило лишь его совершенствование.

К. углей протекает в несколько стадий. При нагревании до 250 °С из угля испаряется влага и выделяются продукты разложения — СО и СО₂. Затем (300 °С) выделяется небольшое количество лёгкой смолы и образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля, т. н. пирогенетической влаги. Приблизительно при 350 °С уголь размягчается, переходя в тестообразное, пластическое состояние. В расплаве происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов (первичного газа и первичного дегтя), имеющих сложный состав. Тяжелые углеродистые остатки от разложения угля спекаются при температуре около 500 °С, образуется твёрдый пористый продукт — полукокс (см. Полукоксование). При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание. Выше 700 °С полукокс полностью превращается в кокс. Первичные же продукты разложения, соприкасаясь с раскалёнными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу и превращаются во вторичные продукты. В составе газа преобладающим становится Н₂ (50% по объёму) и СН₄ (25% по объёму), органические продукты ароматизируются. Вторичные продукты улавливаются и используются как ценное сырьё для химической промышленности (см. Коксохимия).

В коксовой печи К. протекает послойно, причём температура слоев снижается от нагретых (выше 1000 °С) стенок печи к середине загрузки. Соответственно этому и состав слоев (начиная от стенок) меняется в последовательности кокс — полукокс — уголь в пластическом состоянии — сухой уголь — сырой уголь. К. считается законченным, когда все увеличивающиеся по толщине слои кокса сойдутся в середине печи. К концу К. вследствие усадки образовавшийся "коксовый пирог" оказывается разделенным пополам швом-разрывом, идущим параллельно стенкам камеры, а каждая половина "пирога" — расчленённой на более или менее крупные куски трещинами, проходящими перпендикулярно стенке. К. длится 13—18 ч. Готовый кокс выдаётся из печи коксовыталкивателем и поступает в тушильный вагон, где раскалённый кокс охлаждают (тушат) водой или инертным газом ("мокрым" или "сухим" способом).

Техника К. непрерывно совершенствуется: увеличивается размер камер печи и механизируется их обслуживание; вводится загрузка печей высушенной и подогретой (до 200 °С) шихтой. Разрабатываются и принципиально новые, непрерывные методы К., основанные на формовании в потоке брикетов из угля, переведённого в пластическое состояние, и последующей прокалке брикетов.

Лит.: Справочник коксохимика, т. 2, М., 1965; Тайц Е. М., Свойства каменных углей и процесс образования кокса, М., 1961; Сысков К. И., Королев Ю. Г., Коксохимическое производство, М., 1969.

Д. Д. Зыков.