11-6. Схемы газового хозяйства заводов черной металлургии. Роль доменного и коксового газов в газовом балансе СССР

Доменный газ имеет, как было указано выше, малую теплоту сгорания (Qнс = 3,35 до 4,19 Мдж/м3), и в нем содержится много балласта (содержание CO2 + N2 доходит до 70 – 73 %); поэтому его невыгодно транспортировать на большое расстояние. Как правило, доменный газ используется на том же металлургическом комбинате, на котором он получается.

Коксовый газ является сравнительно высококалорийным газом (низшая теплота сгорания Qнс = 15,1÷18,85 Мдж/м3), он содержит относительно немного балласта (CO2 + N2 = 6 - 10%), поэтому его можно транспортировать и на большие расстояния. Однако металлургические комбинаты сами нуждаются в высококалорийном топливе, и поэтому коксовый газ в настоящее время потребляется в основном на месте. Коксовый газ является ценным сырьем для получения полиэтилена, а также сырьем для азотнотуковых заводов, и некоторая часть его используется в качестве химического сырья. Для синтеза аммиака NH3 требуется смесь газов, состоящая из 75% водорода и 25% азота. Содержание водорода в коксовом газе достигает 55 — 60 %, поэтому коксовый газ очень подходит для производства аммиака, и на некоторых коксохимических заводах сооружены и действуют азотнотуковые предприятия, использующие коксовый газ. Водород из коксового газа отделяют способом глубокого охлаждения, при котором отдельные компоненты газа, имеющие разную температуру перехода в жидкую фазу, переводят в жидкое состояние и отделяют от водорода, имеющего наиболее низкую температуру сжижения. Из разделительной аппаратуры получают водородно-азотную смесь, этилен, метан и смесь окиси углерода с азотом. Этилен идет на производство полиэтилена, а метан и смесь CO + N2 возвращаются на металлургические заводы для использования в качестве топлива в печах. При переработке коксового газа из него отбирается около 40% тепла. Коксовый газ может быть переработан и методом конверсии метана и окиси углерода по реакциям:

CH4 + H2O → CO + 3H2 - q1

CO + H2O → CO2 + H2 + q2