Процесс сухой перегонки
Процесс сухой перегонки твердого топлива представляет собой сложный термохимический процесс, развивающийся в результате нагревания твердого топлива до высокой температуры без доступа воздуха. В зависимости от температурного уровня различают процесс полукоксования, протекающий при 500-550° С, и процесс высокотемпературного коксования, осуществляемый при нагревании топлива до 1000-1100° С.
По мере нагревания в топливе происходят характерные изменения. В пределах температур 100-150° С происходит выделение гигроскопической влаги. При 150-200° С выделяется двуокись углерода, при повышении температуры до 250° С одновременно с углекислотой начинается выделение пирогенетической воды, т. е. воды, образующейся в результате протекания самого процесса сухой перегонки. В этом же интервале температур некоторые сорта топлива (торф, древесина) выделяют уксусную кислоту. При температуре 250-350° С возгоняются высокомолекулярные углеводородные соединения, образующие группу смол.
В интервале 350-450° С идет наиболее интенсивное разложение топлива, сопровождающееся выделением водорода, метана и непредельных углеводородов. Усиливается выход высокомолекулярных углеводородов (смол), достигая максимума к концу периода. При температуре 500-550° С процесс выделения смол и газов непосредственно из топлива в основном заканчивается.
Если нагревание продолжить, доведя температуру до 1000-1100° С, происходит дополнительное выделение оставшихся летучих продуктов из топлива и подвергаются значительному изменению первичные продукты. Происходит расщепление (крекинг) тяжелых молекул смол, количество их снижается, а количество более легких газов (метана, водорода) увеличивается.
Таблица IV-1. Процесс сухой перегонки. Продукты сухой перегонки угля
Рис. IV-1. Изменение состава газа при сухой перегонки с повышением температуры
В результате выделения при разложении смол элементарного углерода увеличивается масса твердого остатка - кокса. Таким образом, в процессе полукоксования получаются газы, смолы и твердый остаток (полукокс). При высокотемпературном коксовании также получается газ, меньшее количество смол и несколько увеличенное количество кокса, практически лишенного летучих веществ. Изменение состава газов процесс сухой перегонки в зависимости от температуры показано на рис. IV-1, а основные характеристики продуктов сухой перегонки угля приведены в табл. IV-1.