煤的低温干馏

2020/2/23煤化工艺学12煤的低温干馏2.1概述2.2低温干馏产品2.3干馏产品的影响因素2.4低温干馏炉主要炉型2.5立式炉生产城市煤气2.6固体热载体干馏工艺煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学22.1概述煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏(或称炼焦、焦化)。按加热终温分：低温干馏：500~600℃中温干馏：700~900℃高温干馏：900~1100℃特点：常压，不用加氢，不用氧气；工艺过程简单，加工条件温和；投资少，生产成本低。原料：低阶煤煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学32.2低温干馏产品煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质、干馏炉结构和加热条件。焦油产率为6~25%；半焦产率为50~70％；煤气产率为80~200m3／t(原料干煤)。2.2.1半焦低温干馏半焦的空隙率为30%~50%，反应性和比电阻都比高温焦炭高得多。原料煤的煤化程度越低，半焦的反应能力和比电阻越高。煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学42.2低温干馏产品半焦的机械强度一般不高，低于高温焦炭。半焦块度与原料煤的块度、强度和热稳定性有关，也与干馏炉的结构、加热速度以及温度梯度有关。半焦和焦炭性质煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学52.2低温干馏产品半焦用途：民用和动力燃料铁合金生产炭料高比电阻0.35~20Ω·m，块度3~6mm生产冶金型焦高炉炼铁的喷吹料粉矿烧结煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学62.2低温干馏产品2.2.2煤焦油性质：黑褐色液体密度0.95~1.1g/cm3酚类35%有机碱1~2%烷烃2~10%烯烃3~5%环烷烃10%中性含氧化合物20~25%中性含氮化合物2~3%沥青10%煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学72.2低温干馏产品用途：生产发动机燃料生产酚类、烷烃及芳烃焦油下水呈现酸性或中性低级醇类、甲酸和其他可溶酸、酚硫、含氮化合物排入下水前需处理煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学82.2低温干馏产品2.2.3煤气密度：0.9~1.2g/cm3组成：甲烷、其他烃类用途本企业加热燃料和其他用途民用煤气化学合成原料煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学92.3干馏产品的影响因素产率、性质2.3.1原料煤变质程度↑半焦↑焦油↓热解水↓煤气↑一次焦油：所得焦油是煤的一次热解产物时，称该焦油为一次焦油。酚类↓，羧酸↑，烃类↑CO↓，(CO2+H2S)↓CH4及其同系物↑，热值↑煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学102.3干馏产品的影响因素2.3.2加热终温温度↑，活化能大的热解反应发生的可能性↑多环芳烃产物↑煤化程度↑，煤开始热解温度↑东北泥煤160℃褐煤200~290℃长焰煤320℃气煤320℃肥煤350℃焦煤360℃100~120℃200℃300℃300℃≈550℃干燥脱水，内、外在水脱除结晶水热解活泼分解，生成、排出大量挥发物焦油形成结束煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学112.3干馏产品的影响因素温度↑焦油产率↓酚类↓，烃类↓中性含氧化合物↑，沥青烯↑煤气产率↑H2↑↓C↓块度↑焦油产率↓煤气产率↑煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学122.3干馏产品的影响因素2.3.3加热速度速度↑半焦产率↓焦油产率↑热解水产率↓煤气产率↓2.3.4压力压力↑半焦产率↑焦油产率↓煤气产率↑煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学132.4低温干馏主要炉型特点：受热：均匀过程：易控原料：类宽，粒径范围大挥发物：二次热解作用小供热方式：外热式内热式煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学142.4低温干馏主要炉型外热式内热式原料黏结性宽弱干馏气态产物不被稀释被稀释焦油产率小较大半焦品质不均匀较均匀热效率低高设备结构复杂简单煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学152.4低温干馏主要炉型2.4.1沸腾床干馏炉原料：粉煤，0~6mm设备：沸腾炉内热式；热载体：煤气燃烧所得烟气流程：粉煤沸腾床干馏法产物：煤气，中油，焦油，焦粉2.4.2气流式内热炉原料：块煤或型煤，20~80mm，非黏结性煤设备：鲁奇三段炉（干燥、干馏、焦炭冷却）内热式；热载体：煤气燃烧所得烟气流程：气流内热式干馏流程产物：煤气，焦油，焦炭煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学162.4低温干馏主要炉型2.4.3立式炉原料：块煤，75mm，一定的黏结性设备：外热式立式炉外热式；热源：发生炉煤气，回炉煤气产物：煤气，焦油，焦炭煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学172.5立式炉生产城市煤气特点：立式炉生产的煤气热值高原料：大同、抚顺弱黏煤设备：考伯斯立式炉外热式；热源：发生炉煤气，回炉煤气JLW、JLK、JLH-D型立式炉流程：立式炉生产城市煤气流程产物：干馏煤气，焦油，焦炭煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学182.6固体载热体干馏工艺特点：加热速度快载体与干馏气态产物分离易生产能力大焦油产率高煤气热值高适合粉煤干馏煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学192.6固体载热体干馏工艺2.6.1托斯考工艺原料：非黏结性、弱黏结煤，直接使用黏结性煤，氧化破黏后使用12.7mm设备：干馏转炉内热式；热载体：热瓷球12.7mm流程：非黏结性煤Toscoal工艺，430~540℃产物：煤气，焦油，半焦6.3mm煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学202.6固体载热体干馏工艺2.6.2ETCH粉煤快速热解工艺原料：粉煤设备：干馏炉；内热式热载体：热烟气或气固联合热载体阶段温度载体干燥110~150℃气体预热300~400℃热解开始400℃固体800℃热解600~650℃煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学212.6固体载热体干馏工艺2.6.2.14~6t/h实验原料：褐煤，1000kg热载体：半焦产物：半焦，328kg焦油，42kg煤气，58m3，热值19.4MJ/m3煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学222.6固体载热体干馏工艺2.6.2.2ETCH-175实验原料：褐煤；水28~45%，干燥基灰分6~45%设备：干馏槽；内热式；热载体：热烟气，550℃热半焦，配入少量空气流程：ETCH-175工艺流程产物：半焦粉，34~56%焦油，4~10%热解水，3~10%煤气，5~12%煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学232.6固体载热体干馏工艺2.6.3鲁奇鲁尔煤气（Lurgi-Ruhrgas，LR）工艺原料：褐煤；0~20mm；内在水8~11%设备：干馏槽；内热式；热载体：热半焦配入少量空气、煤气或油流程：LR褐煤干馏流程产物：半焦，挥发分15~21%；炼焦配煤瘦化剂焦油，含尘21.1%，回配入半焦中油，含尘0.2%热解水煤气，含轻油煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学242.6固体载热体干馏工艺2.6.4中国褐煤干馏实验原料：褐煤；0~5mm；水20~40%；油页岩设备：干馏槽；内热式；450~670℃热载体：半焦，配入少量空气、煤气700~750℃流程：大连理工大学新法干馏实验流程产物：半焦，微孔；灰分少，热值高，反应性好，比电阻大还原剂，炭质吸附剂，高炉喷吹燃料焦油热解水煤气，含轻油煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学25煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学26指标原料煤半焦冶金焦工业分析/%水分10.811.413.6干燥基灰分16.112.910.8干燥无灰基挥发分47.44.31.2筛分组成/%40mm7.80.020~40mm40.223.110~20mm26.052.65~10mm7.410.70~5mm18.613.6强度/%79.683.6孔隙率/%50.347.0反应能力(CO2)/[mL/(g·s)]7.40.5比电阻(3~6mm，荷重19.6kPa)/(Ω·cm)0.660.027煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学27煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学28三段上段中段下段干燥段干馏段焦炭冷却段150℃500℃~850℃100℃~150℃煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学29煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学30煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学31煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学32煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学33煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学34煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学35煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学36煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学37煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学38煤化工工艺学2020/2/23煤化工艺学39