Напівкоксування — процес термічної переробки твердого палива (вугілля, паливних сланців, торфу) шляхом нагрівання його в спеціальних печах без доступу повітря до температури 500–550 °С. Основні продукти напівкоксування: напівкокс (55–70 %), первинна смола (10–40 %), первинний газ (5 %).
Напівкоксування вугілля
Для напівкоксування використовують в основному вугілля з високим виходом летких речовин, що дають великий вихід первинної смоли. Вихід первинної смоли і напівкоксу залежить від якості вихідної сировини, конструкції і режиму роботи печей.
Процес напівкоксування складається з двох основних стадій:
при температурі 320–480 °C інтенсивно виділяються пари смоли, газу і утворюється пластична маса;
при температурі 480–550 °C продовжується деструкція твердих залишків з утворенням і виділенням рідких і газоподібних продуктів, а також утворюється твердий напівкокс.
Для напівкоксування використовують декілька типів печей (реакторів), які відрізняються в основному типом теплоносія (газовий, твердий) і системою обігріву (внутрішній, зовнішній). Реактори повинні забезпечити максимальний вихід смоли, рівномірний за властивостями напівкокс, високу продуктивність при мінімальній витраті тепла на проведення процесу.
Напівкоксування торфу і горючих сланців
Напівкоксування торфу і горючих сланців здійснюється за технологією аналогічною напівкоксуванню вугілля.
Напівкокс використовується як енергетичне паливо, як відновник в деяких металургійних процесах, для добування карбіду кальцію і ін.; первинний газ — як сировина для хімічного синтезу і як паливо; первинна смола — для переробки в різні рідкі палива (бензин, лігроїн, соляр), масла, розчинники і ін.
Опис і вихід продуктів напівкоксування (% на суху масу) Первинна смола — продукт напівкоксування. Являє собою складну суміш різних органічних речовин, що конденсуються з газу напівкоксування (прямого газу) при температурі 30–50 °С. Як правило, вона залишається рідкою при кімнатній температурі, маючи різну в'язкість, однак деякі торфи і буре вугілля дають іноді густі первинні смоли через наявність в них значної кількості твердих парафінів. Густина смоли близька до одиниці (0,845–1,078), колір змінюється від жовто-бурого до темно-бурого.
Хімічний склад первинної смоли. У залежності від природи, ступеня вуглефікації і складу твердих горючих копалин (ТГК) в первинній смолі виявлені: граничні вуглеводні — CnH2n+2, від пентану до С=30-35; неграничні вуглеводні жирного ряду — CnH2n (олефіни) і CnH2n-2 (діолефіни); ароматичні вуглеводні (незначна кількість бензолу, толуол, ксилоли, а також мезитилен, стирол і ін.); конденсовані ароматичні сполуки (нафталін, тетралін, декалін, дифенілметан, метиловані гомологи нафталіну і антрацену); нафтени (циклогексан і ін.); феноли, головним чином вищі, і незначна кількість одноатомного фенолу; органічні основи — найпростіші гомологи піридину — піколіни, лутидіни, колідіни, а також хінолін і його гомологи, піридин; карбонові кислоти (оцтова, олеїнова), а також кетони і спирти — в невеликих кількостях; етер — в первинних смолах тільки з торфу і бурого вугілля, що містять віск.
Таблиця – Вихід продуктів напівкоксування (% на суху масу)
Вид ТГКНапівкоксПервинна смолаПірогенетична водаПервинний газТорф33,6-50,97,7-23,114,2-26,815,9-31,8Підмосковне буре вугілля71,0-76,05,5-14,32,5-12,65,8-21,0Олександрійське буре вугілля55,4-61,810,6-15,87,4-9,218,3-21,1Кизеловськекам'яне вугілля73,016,72,57,8Донецьке вугілля: марки Д70,1-74,310,3-18,13,1-8,710,7-16,5марки Г75,810,33,610,3марки К84,85,81,77,7марки ПС91,12,40,56,0Сапропеліт(балхашит)10,365,98,415,4Ліптобіоліт(піропісит)13,268,33,814,7Горючий сланець прибалтійський52,6-86,48,2-34,11,8-9,92,7-6,1Горючий сланець волзький75,6-79,19,6-11,66,4-7,24,9-5,7Горючий сланець прибалтійський14,2*59,0*8,1*18,7* * на горючу масу
Див. також
Коксування
Література В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Основи хімії і фізики горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600. ISBN 978-966-317-024-4 Смирнов В. О., Білецький В. С. Фізичні та хімічні основи виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. ISBN 966-7804-90-9