Производство кокса из каменного угля является одним из основных, обеспечивающих работу горно-металлургического комплекса. Помимо кокса в этом производстве получают ряд химических продуктов, в первую очередь — высококалорийный коксовый газ, бензол и каменноугольную смолу. Представленная технология обеспечивает улучшение качества высоколиквидного продукта и утилизацию вторичного материала.

Производство кокса из каменного угля является одним из основных, обеспечивающих работу горно-металлургического комплекса. Помимо кокса в этом производстве получают ряд химических продуктов, в первую очередь — высококалорийный коксовый газ, бензол и каменноугольную смолу.

Разгонкой последней производят ряд ценных фракций, находящих применение в химической и других отраслях промышленности, а также каменноугольный пек — высококачественное сырье для электродной продукции, используемой в цветной и черной металлургии. Смола и различные сорта каменноугольного пека в значительных объемах экспортируются, в том числе в такие промышленно развитые страны, как Англия, Италия, Япония и т. д.

Большое количество единиц высокопроизводительной аппаратуры, используемой в процессах улавливания и переработки химических продуктов коксования, и особенности некоторых технологических процессов обусловливают значительные объемы образования смолистых вторичных продуктов. До недавнего времени основным способом их утилизации было производство дорожных вяжущих материалов — дегтей, тяжелых смол и др. Однако в последнее время ужесточение экологических требований существенно затруднило реализацию дорожных вяжущих на каменноугольной основе. Так, например, приказом №490 от 27.10.2005 г. по государственной службе «Укравтодор» начальникам служб автомобильных дорог запрещено использование на дорогах общего пользования «черновяжущих» материалов каменноугольного происхождения, к которым отнесены дегти, смолы и другие материалы.

В настоящее время основным способом утилизации вторичных смолоподобных продуктов коксохимических производств является их подача в угольную шихту, идущую на коксование. Рядом работ показано, что такие материалы, как, например, осадки механизированных осветлителей и другие смолистые органические отложения, не оказывают негативного влияния на процесс коксования, а в некоторых случаях способны положительно влиять на качество кокса. Вторичные материалы, отдельные качественные показатели которых осложняют их утилизацию и несовместимы с нормальным протеканием процесса коксования (например, слишком низкий или высокий уровень рН), как правило, могут подаваться в шихту в виде компаундов с другими материалами, полностью или частично нейтрализующими их негативное влияние.

Однако внесение смолоподобных добавок в шихту без предварительной обработки возможно только при их нагревании до текучего состояния. Это, в свою очередь, связано с дополнительными затруднениями вследствие коррозионной опасности, а также склонности ряда вторичных материалов к активной полимеризации даже при незначительном нагреве. Последнее обстоятельство может приводить к отложениям продуктов полимеризации на внутренней поверхности трубопроводов и к их засорению. Способность утилизируемых материалов к значительному паро- и газовыделению при повышенных температурах осложняет экологическую и социальную обстановку в коксовых цехах.

Вследствие специфических свойств ряда смолообразных вторичных продуктов, перед подачей в шихту их предварительно нейтрализуют. В настоящее время подобная нейтрализация на предприятиях Украины осуществляется главным образом содой либо аналогичными реагентами. Такой технологический прием приводит к дополнительному накоплению в коксе щелочных металлов, что ухудшает его свойства.

Наиболее технологичный из реализованных в настоящее время способов дозировки смолообразных материалов в шихту действует в ОАО «Авдеевский КХЗ». Подача смолообразных материалов осуществляется в углезагрузочный вагон посредством устройства, расположенного на верху печей. В отличие, например, от подачи струей на слой шихты, перемещаемый транспортерной лентой, этот способ позволяет более успешно решать перечисленные выше проблемы. Тем не менее, в настоящее время существует острая необходимость поиска не сопряженных с образованием новых отходов технологий утилизации вторичных смолистых материалов коксохимического производства (КХП). В качестве одного из путей решения этой проблемы на некоторых предприятиях рассматривается возможность сброса смолистых материалов в каменноугольную смолу.

В табл. 1 представлены результаты выполненной нами разгонки каменноугольной смолы с добавкой 0,5% смолистого материала — вторичного продукта КХП.

Таблица 1
Результаты разгонки каменноуголной смолы

Провести ректификацию смолы в присутствии большего количества добавки не удалось из-за вспенивания жидкой фазы и ее выбросов в паровую линию. Следует отметить, что именно по этой причине подача аналогичных материалов в смолу в промышленных условиях без предварительной обработки (подготовки) практически невозможна.