Что такое угольный газ и как его используют

Угольный газ, также известный как светильный газ или коксовый газ (в контексте производства кокса), представляет собой горючую газовую смесь, получаемую путем сухой перегонки (пиролиза) каменного угля в отсутствие воздуха. Это один из первых видов промышленно производимого газа, широко использовавшийся до повсеместного распространения природного газа.

### Что такое угольный газ?

Угольный газ образуется при нагревании угля до высоких температур (около 900-1100°C) в специальных печах (газогенераторах или коксовых батареях) без доступа кислорода. В результате этого процесса уголь разлагается, выделяя летучие компоненты в виде газа, а твердый остаток превращается в кокс.

Типичный состав угольного газа включает:
* Водород (H₂): 45-55% (обеспечивает высокую теплотворную способность)
* Метан (CH₄): 20-35% (также основной компонент природного газа, способствует горению)
* Оксид углерода (CO): 4-11% (ядовитый, горючий газ)
* Ненасыщенные углеводороды (этилен, пропилен): 2-5% (придают газу светильные свойства, т.е. яркое пламя)
* Углекислый газ (CO₂): 2-3%
* Азот (N₂): 5-10% (негорючий, разбавляет смесь)
* Другие примеси: Водяной пар, сероводород (H₂S), аммиак (NH₃), смолы, нафталин, цианиды – эти примеси удаляются в процессе очистки газа.

После пиролиза сырой угольный газ проходит тщательную очистку от смол, аммиака, сероводорода и других вредных или нежелательных компонентов, прежде чем он может быть использован.

### Как его используют?

Использование угольного газа имеет богатую историю, хотя сегодня его роль значительно уменьшилась по сравнению с прошлым.

Исторические области применения:

1. Освещение (Светильный газ): Это было первое и самое значительное применение угольного газа. Начиная с конца XVIII века и в течение XIX века, угольный газ широко использовался для освещения улиц городов, а затем и жилых домов. Газовые фонари и лампы стали символом прогресса и модернизации. Ненасыщенные углеводороды в его составе придавали пламени яркость, отсюда и название «светильный газ».
2. Бытовое отопление и приготовление пищи: С развитием газовых плит и отопительных систем в XIX и начале XX века угольный газ стал обычным бытовым топливом для готовки и обогрева помещений.
3. Промышленное топливо: Использовался в различных промышленных процессах, где требовалось чистое и контролируемое пламя, например, в металлургии, производстве стекла и керамики.

Современное использование:

С появлением и широким распространением природного газа, который более дешев в производстве, транспортировке и значительно экологичнее, использование традиционного угольного газа в качестве топлива для освещения и бытовых нужд практически полностью прекратилось. Однако, угольный газ не исчез полностью:

1. Как побочный продукт коксохимического производства: Сегодня угольный газ чаще всего является побочным продуктом при производстве кокса (топлива для доменных печей) из каменного угля. Этот коксовый газ собирается и очищается.
2. Энергетическое топливо на предприятиях: Очищенный коксовый газ используется в качестве топлива для собственных нужд коксохимических заводов, а также поставляется на соседние промышленные предприятия или электростанции для производства электроэнергии и тепла. Его сжигание позволяет использовать энергию, которая иначе была бы потеряна, и снижает потребность в дополнительном топливе.
3. Сырье для химической промышленности: Из отдельных компонентов коксового газа, таких как водород и метан, могут быть получены различные химические продукты. Например, водород может использоваться для синтеза аммиака.