О паспорте безопасности на продукцию, произведенную из угля

2 часть занятия (экскурсия)

О паспорте безопасности угольЭкскурсия. Во время вступительной беседы экскурсовод кратко знакомит учащихся с историей завода и подчеркивает, что с раз­витием промышленности органического синтеза значительно воз­росла роль природного твердого топлива как сырья для получения синтетических материалов. На заводе успешно работает лаборатория, в задачи которой входит и разработка паспортов безопасности химической продукции.

Об условиях подготовки угля к коксованию

Учащимся показывают подготовку угля к коксованию: измельчение, просеивание, обогащение. В настоящее время обычно 60—70 печей связывают общей кладкой в одно целое — батарею коксовых пе­чей. Это делается для того, чтобы все оборудование для загрузки угля и выгрузки кокса, для улавливания летучих продуктов дей­ствовало непрерывно.

Экскурсовод со­общает, что массовая доля углерода в горючей массе кокса состав­ляет 96,5—97,5%, остальное приходится на водород, кислород, азот и серу; что по своей структуре кокс близок к графиту. Удельная теплота сгорания кокса очень высокая (38200 кДж/кг), поэтому большую часть кокса (80%) расходуют в доменном производстве (па выплавку 1 т чугуна требуется около 0,8 т кокса). Остальное количество применяют как топливо при агломерации железной ру­ды, для металлургических печей, кузниц.

Затем учащихся подводят к непрерывно действующим уста­новкам, где улавливаются и перерабатываются летучие продукты коксования — прямой коксовый газ. Процесс и условия разделения и перера­ботки учащимся объясняют в упрощенном виде: из каждой кок­совой камеры через два отверстия в ее своде выходит прямой кок­совый газ. Он представляет собой парогазовую смесь, содержа­щую в своем составе водород, метан, оксид углерода (II), оксид углерода (IV), азот, аммиак, олефины, пары каменноугольной смо­лы, бензола и других веществ. На выходе из камер температура коксового газа составляет 700С.

Об условиях применения доменного газа на производстве

произведство из угля Вследствие частичного испаре­ния впрыскиваемой надсмольной (аммиачной) воды температура газа понижается до 80—90, в результате чего происходит конден­сация некоторой части паров смолы. Из газосборника газ и смесь жидких продуктов поступают в газопровод, ведущий к химическо­му заводу, где их разделяют и перерабатывают. Газ после улав­ливания из него всех летучих продуктов называют обратным кок­совым газом, потому что раньше его полностью возвращали для сжигания в коксовых батареях. Теперь же, когда в большинстве случаев химический завод объединяется с металлургическим за­водом в комбинат, для нагревания коксовых печей чаще всего используют доменный газ. А основную массу коксового газа (свы­ше 70%) используют как сырье для химической промышленности и ценное высококалорийное (около 18 000 кДж/м3) топливо в мар­теновских и стекловаренных печах, керамическом производстве, а также используют в качестве бытового газа.

Об условиях переработки каменно­угольной смолы на химическом заводе

Учащимся показывают каменноугольную смолу — вязкую чер­ную жидкость, представляющую собой смесь соединений различ­ного состава (свыше 300 компонентов), среди которых преобла­дают ароматические углеводороды. Показывают им и сырой бен­зол. Это также смесь соединений различного состава, темпера­тура кипения которых лежит в интервале 75—180С. Основными компонентами сырого бензола являются бензол, массовая доля ко­торого в смеси составляет 60—68%, толуол—14—18%, ксилол — 2—4% и другие продукты (триметилбензол, этилметилбензол — 3-10%).

Сначала смолу нагревают в трубчатых печах до 300—400 С, потом подают в ректификацион­ные колонны, где она разделяется на фракции. Так получают цен­ные компоненты, входящие в состав каменноугольной смолы.

В заключение экскурсовод обращает внимание учащихся на недостатки периодического процесса коксования каменного угля и указывает, что ученые и технологи работают над созданием условий не­прерывного процесса.

Об условиях проведения итогового занятия

Итоговый урок. В процессе беседы учащиеся высказывают свои впечатления от экскурсии, анализируют сущность наблюдаемых процессов. Беседа должна способствовать обобщению и система­тизации материала. С этой целью следует поставить перед уча­щимися в определенной последовательности ряд конкретных во­просов, которые помогут им сосредоточить внимание на главном. Это могут быть следующие вопросы:

  1. Что собой представляет каменный уголь и чем он отличается от кокса?
  2. В чем заклю­чаются условия процесса коксования? Каково практическое значение кокса? На каких принципах основано улавливание продуктов коксования?
  3. Какие вещества составляют летучие про­дукты коксования, их народнохозяйственное значение? 4. Какие общие научные принципы современного производства ис­пользуются при коксовании каменного угля? Для чего нужны паспорта безопасности на химическую продукцию?
  4. В чем, по вашему мнению, состоят недостатки процесса коксования?
  5. С какими про­фессиями работников коксохимического производства вы познакомились? В чем заключается основное содержание их труда по этим профессиям?

О дополнительных условиях задания, лабораторная работа

О паспорте безопасностиПосле итоговой беседы учитель дополнительно сообщает уча­щимся некоторые сведения о развитии коксохимического произ­водства в нашей стране и о развитии промышленности, исполь­зующей продукты коксования, о развитии синтетической химии па базе ароматических углеводородов. Учебно-воспитательную работу на основе данной производст­венной экскурсии можно продолжить и во внеурочное время. На занятиях химического кружка учащиеся могут готовить коллек­цию из тех образцов исходных материалов, полупродуктов, готовых продуктов, которые им разрешили взять на заводе. Можно начертить схему коксовой печи и тех агрегатов, которые к ней примыкают, и иллюстрировать эту схему натуральными образцами, помещенными в пробирки или полиэтиленовые пакеты, с указанием названия и состава каждого вещества. Желательно на внеклассных занятиях организовать и экспериментальное исследование взятых на заводе образцов: определение влаги, летучих продуктов, золы.

Как можно провести с учащимися определение влаги? Берется уголь какой-либо марки и измельчается в металлической ступке в тонкий порошок. Из свежеприготовленной пробы берется навеска массой 10 г и подвергается высушиванию на воздушной бане при температуре около 105С в течение 1-1,5 часов, после чего охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Результат записывается. Учитывая, что сушить следует до постоянной массы, снова повторяется высушивание. Замечено, что высушивание на воздушной бане на протяжении двух часов приводит к полному удалению влаги. После охлаждения проводят повторное взвешивание. По полученному различию в массе навески определяют массовую долю влаги во взятом образце угля.