건류

요약 공기를 차단한 상태에서 석탄, 목재 등의 고체 유기물을 가열 분해해서 휘발분과 탄소질 잔류분으로 나누는 조작을 말한다.

현재 공업적으로 행해지고 있는 것은 석탄의 건류인데, 이것은 석탄에서 가스·콜타르·코크스를 분리하여 각기 유효하게 이용하는 석탄가공법이다.

고온 건류
1,000℃ 전후에서 석탄을 건류하는 조작이다. 건류에서의 각 온도변화는 다음과 같다.

① 약 100℃까지:물의 증발. ② 100∼200℃:흡장(吸藏) 가스의 방출, 메탄·이산화탄소의 방출. ③ 200∼400℃:석탄의 1차 분해, 메탄·에틸렌·물·이산화탄소·일산화탄소 ·황화수소의 발생, 타르분(지방족탄화수소 ·페놀류가 주성분)의 유출. ④ 400∼600℃:암모니아·황·타르분의 발생이 활발해지고, 이때의 잔류분을 냉각하면 반성(半成) 코크스가 된다. ⑤ 600∼1,000℃:석탄의 2차 분해가 일어나 수소·일산화탄소·벤젠·톨루엔·나프탈렌 등이 활발히 발생한다. 반성 코크스는 휘발분을 유출하고 코크스가 된다. 일반적으로 건류라고 할 때는 이 2차 분해까지의 고온건류를 말한다.

저온 건류
저온건류란 600℃ 전후로 하는 석탄의 1차 분해까지를 말한다. 가스의 발생량이 적고 타르의 양이 많으며, 휘발분이 많은 반성 코크스를 얻는다. 처음에는 영국에서 반성 코크스의 제조를 목적으로 시행되었고, 그후 독일에서 몇 가지 설비가 만들어졌으나, 현재는 전혀 쓰이지 않는다.

고온건류공업
고온건류공업은 제철 등에서 필요한 코크스를 얻음과 동시에 석탄가스 제조를 목적으로 시행된다. 건류로(乾溜爐)는 일반적으로 소규모의 석탄가스 제조를 목적으로 할 때는 레토르트(retort)를 사용하고, 대규모의 가스 및 코크스를 목적으로 할 때는 코크스로(爐)를 사용한다.

건류용 탄을 건류로 속에 넣으면 10여 시간 후 건류는 완료된다. 이때 생기는 코크스는 불을 끄고 알갱이로 정제해서 제품으로 만든다. 발생 가스는 공업용 연료 또는 도시가스로 사용된다. 공업용 연료로 할 때에는 간단히 정제하여 그대로 사용하는데, 도시가스로 사용할 경우에는 발생 가스 속에 함유된 타르분·암모니아·황화수소·이황화탄소·시안화합물 등의 유해물을 제거하기 위해 정제한다.

정제공정은 우선 집기관(集氣管)으로 모아진 가스를 냉각기로 약 30℃까지 냉각하여 타르분이나 가스액을 분리한다. 남은 타르분은 타르 배제기에 의해 제거된다. 암모니아는 황산암모늄으로서, 황화수소·이황화탄소·티오알코올·티오펜 등의 황화합물과 시안화합물은 가스 청정기로 제거된다. 탈황된 가스는 스크러버 등으로 벤젠·톨루엔을 분리한 후 가스탱크에 저장되어, 오일가스나 천연가스와 혼합하여 도시가스로 사용된다.