Газы сухой перегонки твердого топлива можно подразделить на две группы: на газы с низким содержанием балласта и газы с высоким содержанием балласта.

Газы с малым содержанием балласта получают ісухой перегонкой углей и сланцев в печах с внешним обогревом. Их можно получить также при нагреве перерабатываемого топлива твердым теплоносите­лем, например золой или песком, при температуре около 900 °С.

К числу газов с малым содержанием балласта принадлежат газы, производимые полукоксованием, т. е. нагревом угля или сланцев до 500—550 °С, и газы, полученные в процессе коксования, т. е. нагревом каменных углей до температуры порядка 1000 °С.

При сухой перегонке топлива с высоким содержанием кислорода в горючей массе (древесина и торф) в первый период сухой перегонки выделяется большое количество СОг, сильно балластирующей газ. При сухой перегонке твердого топлива путем прямого контакта с дымовыми газами получают газ, сильно разбавленный азотом.

Газы полукоксования. При полукоксовании твердого топлива полу­чают три товарных продукта — полукокс, первичную смолу и газ.

В зависимости от вида топлива, подвергаемого термической обра­ботке, получают древесный, торфяной, буроугольный и каменноугольный полукоксовый газы.

Полукоксовые газы не занимают существенного места в газовом балансе.

В послевоенные годы разработаны методы комплексного энергохи­мического использования твердого топлива на электростанциях с полу­чением полукоксового газа.

Высококалорийный газ с теплотой сгорания 11000 ккал/м3 можно получить по методу, разработанному в Энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского, — полукоксованием мелкозернистого слан­ца с применением нагретой до 800—900° С золы или другого твердого теплоносителя. При температуре в реакторе 500° С из 1 т сухого сланца получают ~40 м3 газа, 10 кг газового бензина, 190 кг сырого сланцево­го масла (топлива для станционных котлов).

Газ характеризуется примерно следующим составом, %: 14 СН4; 11 С2Н6; 8 (С3Н8 + С4Н10 + С5Н12); 16 С2Н4; 15 (С3Н6+С4Н8+С5Н10); 16 Н2; 10 СО; 4 С02; 6 N2.

После выделения непредельных углеводородов для использования в химической технологии получают остаточный газ с теплотой сгорания ~6500 ккал/м3.

В десятой пятилетке будет введена в действие опытная установка по энерготехнологической переработке сланцев на Эстонской ГРЭС [9].

При энергохимической переработке бурого угля с твердым тепло­носителем можно получить: полукоксовый газ (теплота сгорания около 3500 ккал/м3), смолу (9000 ккал/кг), полукокс (6500 ккал/кг).

Внедрение энергохимических методов переработки твердого топли­ва позволит увеличить ресурсы газа и смолы в стране [185]. Стоимость сооружения комплексной энергохимической установки меньше суммар­ной стоимости электростанции и полукоксовой установки, сооружаемых отдельно, однако, естественно, больше стоимости сооружения одной лишь электростанции, в особенности предназначенной для работы на природном газе или мазуте.

Коксовый газ. Большой удельный вес в газовом балансе страны имеют коксовые газы, получаемые в виде побочного продукта при производстве кокса, осуществляемом при температуре порядка 1000 °С.

При повышении температуры сухой перегонки углей увеличивается выход газа и возрастает содержание в нем водорода; содержание в га­зе метана и других углеводородов уменьшается, снижается теплота сгорания газа.

Помимо температуры, на состав и теплоту сгорания газа большое влияние оказывает продолжительность процесса коксования. Газ, от­бираемый в начале процесса, характеризуется большим содержанием углеводородов и более высокой теплотой сгорания, чем газ, получаемый в конце процесса и отличающийся более высоким содержанием водо­рода и пониженной теплотой сгорания.

На теплоту сгорания влияет также состав непредельных углево­дородов, поглощаемых совместно бромной водой в процессе газового анализа в аппаратах ВТИ и в других химических газоанализаторах.

В коксовом газе (см. табл. 121) содержится также несколько про­центов азота, проникающего в газ из дымовых газов вследствие неплот­ности стенок камер. Поэтому теплота сгорания коксового газа соответ­ственно снижается.

Суммарные изменения в составе газа обусловливают колебания теплоты сгорания коксовых газов до 25%. Жаропроизводительность га­за меняется при этом лишь до 1,5%, что дает возможность поддержи­вать определенный температурный режим в топливоиспользующих уста­новках и определять располагаемое тепло продуктов сгорания и потери тепла с уходящими газами и вследствие неполноты сгорания по форму­лам (VIII.22) и (IX.4).

Коксовый газ — весьма ценный вид топлива. Высокая жаропроиз­водительность обеспечивает возможность его использования в марте­новских, доменных и других высокотемпературных печах. Высокое со­держание в коксовом газе молекулярного водорода (50—60%) делает «го особенно ценным для применения в доменных печах в качестве вос­становителя и сырья для получения водорода.

После выделения из коксового газа водорода методом глубокого охлаждения получают остаточный газ с содержанием порядка 50% СН4 и низшей теплотой сгорания ~6000 ккал/м3.

Недостаток коксового газа — токсичность, вызванная содержанием в нем 6—10% СО, а также H2S (при квалифицированном использова­нии газа требуется сероочистка).

При коксовании порядка ЮО’млн. т каменного угля в год и выходе коксового газа около 300 м3 на 1 т угля ресурсы коксового газа состав­ляют ~30 млрд. м3 в год. Это количество коксового газа эквивалентно ~ 15 млрд. м3 природного газа.

295