低变质煤富氧低温干馏试验研究
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展一、引言低阶煤是一种质量较差、热值低的煤炭资源，占据了我国煤炭资源的绝大部分。
然而，低阶煤在燃烧和利用过程中存在着许多问题，如高含灰量、高含硫量、易发生自燃等，对环境造成了严重污染。
为了充分利用这些资源并减少对环境的影响，我国近年来加大了对低阶煤热解提质技术的研究力度，取得了一系列研究成果。
本文将对我国低阶煤热解提质技术的现状及研究进展进行全面评估和探讨。
二、低阶煤热解提质技术现状1. 低温干馏提质技术低温干馏是一种对低阶煤进行热解处理的技术，通过对低温下的热解过程进行控制，实现低阶煤中有机质的裂解和提质。
该技术在我国早期被广泛应用，但由于设备简单、成本低、能够有效处理一些低级煤种等优点，目前仍在一些地区得到应用。
2. 高温高压条件下的热解技术随着煤炭加工技术的不断发展，高温高压条件下的热解技术逐渐受到重视。
在高温高压条件下，低阶煤中的有机质能够更充分地裂解，提质效果更加显著。
这种技术相较于低温干馏技术，虽然设备投入和运行成本较高，但能够得到更高品质的煤炭产品。
3. 生物质共热解技术生物质具有较高的固定碳含量和较低的硫、磷等杂质含量，可以作为优质的热解剂。
通过生物质与低阶煤的共热解，不仅可以提高低阶煤的质量，还可以减少环境中的二氧化碳排放量，是一种可持续发展的解决方案。
三、低阶煤热解提质技术的研究进展1. 热解条件优化近年来，研究人员通过实验和模拟等手段，对低阶煤热解过程中的温度、压力、反应时间等条件进行了优化，使得热解过程更加高效、节能。
2. 催化剂的应用催化剂在低阶煤热解提质过程中发挥着重要作用。
研究人员通过引入合适的催化剂，可以有效地降低热解温度，提高反应速率，从而实现低阶煤的高效提质。
3. 热解产品的利用除了提高低阶煤的热值和质量外，研究人员还通过进一步对热解产物进行加工利用，生产出更多高附加值的化工产品、燃料等。
四、个人观点和理解低阶煤热解提质技术是我国煤炭资源利用的重要领域，也是解决环境污染和能源短缺的关键之一。
《煤炭转化》2011年第34卷总目次
一
种 预 测 煤Байду номын сангаас焦 油 产 率 的 新 方 法
Ｋ０ Ｈ 水 蒸 气 活 化 法 制 煤 基 活 性 炭 和 氢 气 的 研 究
丙 二 醇 一 氧 化 钾 脱 除 煤 中有 机 硫 的 研 究 氢 粉 煤 灰 合 成 沸 石 去 除 废 水 中 铜 离 子 的研 究
配 煤 对 煤 基 活 性 炭 孑 径 分 布 影 响 的 研 究 Ｌ
爆 炸 法 合 成 中 空 碳 纳 米 颗 粒
导 向 剂 超 声 波 低 温 法 合 成 矸 石 基 吸 附 剂 的研 究
三 种 二 甲 醚 生 产 系 统 的 流 程 模 拟 和 ３ 评 价 Ｅ Ｆｅ Ｍ ｏ Ｚ Ｍ一 ／ Ｓ ５蜂 窝 催 化 剂 上 Ｎ０ 的 催 化 还 原 性 能
原 煤 中 可 抽 提 噻 吩硫 的研 究
淮 南 煤 气 化 特 性 实 验 研 究
灰 熔 聚 流 化 床 气 化 炉 内 气 固两 相 流 的数 值 模 拟 操 作 参 数 的 选 择 及 对 煤 气 化 结 果 的 影 响
一
种 煤 直 接 液 化 复 合 催 化 剂 的研 究
催 化 剂 对 劣 质 煤 燃 烧 性 能 的 影 响
烟 煤 在 超 临 界 水 中 催 化 气 化１ 的１ 究 １ １ 研 １
煤 炭 地 下 气 化 化 学 点 火 研 究
１ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２
过 渡 金 属 改 性 ＵＳ 催 化 低 浓 度 乙 醇 脱 水 制 乙 烯 Ｙ
气 化 炉 排 灰 用 于 焦 化 废 水 处 理 的 研 究 煅 烧 活 化 对 页 岩 残 渣 中 Ｓ Ｏ 利 用 率 的 影 响 ｉ
煤化工工艺学ppt课件—02煤的低温干馏
★先锋煤的挥发分高，灰分低，致使其半焦产率低、煤气和焦油产率
高，半焦灰分低；灵武煤的挥发分低，灰分高，致使其半焦产率高，
煤气和焦油产率低，半焦灰分高；东胜煤介于前二者之间。
24
2.3低温干馏产品影响因素---煤性质---煤种
原料煤影响低温焦油的组成和分布
不同煤所得一次焦油的组成
38
2.3低温干馏产品影响因素---操作条件---停留时间
延长停留时间和增加热解压力实际上都是由于焦油组 分进一步发生二次反应造成的。
停留时间增加，将促进芳烃的缩聚，半焦中残留的挥 发分减少，H/C下降。
同时加强了热解挥发分，特别是焦油的二次热解，因 此直接影响炭化过程和热解产品的产率和组成。
39
600~900 oC
900~1100 oC
焦炭
3
2.1 概述---低温干馏
低阶煤
隔绝空气 500-600 oC
气体产物：煤气 液体产物：低温焦油 固体产物：半焦
适宜煤种：褐煤、长焰煤、高挥发分不黏煤以及其它低阶煤
产品：半焦、低温焦油、煤气
工艺特点：
➢ 热加工过程 ➢ 常压生产、不需加氢和氧 ➢ 实现煤的部分气化和液化 ➢ 工艺简单、操作条件温和 ➢ 可实现煤分级、梯级转化利用
固定碳高、电阻率高、灰份低、硫含量低、磷含量低 价格低廉 新型炭素材料，开发更高效的利用方式
19
第二章 煤的低温干馏
2.1 概述 2.2 低温干馏过程及产品 2.3 低温干馏产品影响因素 2.4 低温干馏炉型 2.5 低温干馏工艺
20
2.3低温干馏产品影响因素原料煤：褐煤、Fra bibliotek焰煤、弱粘煤…
某烟煤在惰性气氛与氢气气氛下热解比较
煤化工中的煤低温干馏研究
—48—工作研究根据目前到世界石油消耗速度，在未来的几十年间石油资源的储存量将会达到最低点，同时对于一些比较容易开采且生产费用相对较低的油田基本上都处于开发工作当中，同时要想获取更多的石油资源，则需要朝着地层更深处的位置进行探索，整个石油资源的开采工作难度将会进一步加大，同时石油资源的开采费用也会大幅度上升。
因此，必须要寻求更多新型能源以及相关的化工原料来替代石油，进而人们对煤化工产业的重视程度不断上涨。
1.煤化工生产过程中煤低温干馏技术分析所谓煤化工产业主要是以煤炭资源作为主要的生产原料，通过化学加工处理之后可以有效实现煤炭资源的综合利用，简称为煤化工产业。
煤炭资源在隔热空气环境条件下，受热分解之后会生成煤气、焦油、粗苯以及焦炭等各种材料称之为煤干馏。
根据煤炭加热的最高温度的不同，可以将其分为三种形式，即低温干馏、中温干馏以及高温干馏，煤炭的低温干馏处理工的过程属于一种在常压生产条件下不需要进行加氢处理，不用氧气即可制取煤气和煤焦油，通过该生产工作流程充分实现煤炭资源的部分气化以及液化［1］。
低温干馏的气化以及液化生产工艺流程相对比较简单，在反应条件方面比较温和，前期的经济成本投量相对较少，生产成本相对较低。
煤低温干馏生产技术在整体的经济效益上表现非常明显，更加适用于低温干馏加工和处理，褐煤的半焦反应表现性相对较好，适合作用在一些还原反应生产条件当中。
半焦含硫比原煤更低，低硫半焦燃料更加有利于环境的保护工作，低阶煤炭资源没有明显的粘接性，更加有利于在移动床或者流化床干馏炉当中来进行反应和生产，最佳的热解温度会随着煤炭资源的性质不同而有所变化，因此对于低温干馏处理效果也会产生一定的影响。
1.1低温干馏的主要炉型干馏炉设备是低温干馏生产工艺流程当中非常重要的组成设备，在低温干馏处理工作当中可以保证工作效率更高、操作更加简单稳定。
在低温干馏处理工作过程中，要求干馏物料必须要进行充分加热保证加热工作的均匀性，并且对整个干馏控制过程进行合理把控，在原料种类方面需要保证原材料的煤炭颗粒直径大小，需要符合干馏处理工作标准，同时要进一步控制挥发物所产生的二次热解作用，通过低温干馏处理工艺流程，可以进一步实现对干馏物料的升温处理。
煤炭低温干馏技术技术及流程
煤炭低温干馏技术技术及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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煤的低温干馏
煤的低温干馏它主要指煤在干馏终温500～700℃的过程。
中国一些城市目前还使用中温干馏炉（700～900℃）生产城市煤气，故也编入本节。
煤低温干馏始于19世纪。
二次世界大战期间，德国利用低温干馏焦油制取动力燃料。
战后由于廉价石油的冲击，使低温干馏工业陷于停滞。
当今，单一的煤低温干馏已不多见，但从能源以及化工考虑，它还是得到一定的发展。
煤低温干馏可以得到煤气、焦油和残渣半焦。
这过程相当于使煤经过部分气化和液化，把煤中富氢的部分以液态和气态的能源或化工原料产出。
而且低温干馏过程比煤的气化和直接液化简单得多，加工条件温和，若低温干馏产品能找到较好的利用途径，煤的低温干馏今后还是有竞争力的。
另外煤的低温干馏技术已成为其它工艺的组成部分而得到发展，例如煤的加氢干馏等。
适合于低温干馏的煤是无粘结性的非炼焦用煤、褐煤或高挥发分烟煤。
中国这类煤储量丰富，目前主要用于直接燃烧，若能通过低温干馏回收煤气与焦油，可使煤得到有效的综合利用。
1．低温干馏的产品性质前已述及烟煤低温干馏的产品产率、组成和性质与高温干馏有很大区别，见表6-1-03和6-1-04。
干馏半焦的性质列于表6-1-09。
可见半焦的反应性与比电阻比高温焦高得多，而且煤的变质程度越低，其反应性和比电阻越高。
半焦的高比电阻特性，使它成为铁合金生产的优良原料。
半焦硫含量比原煤低，反应性高，燃点低（250℃左右）是优质的燃料，也适合用于制造活性炭，炭分子筛和还原剂等。
2．煤低温干馏工艺低温干馏的方法和类型很多，按加热方式有外热式，内热式和内外热结合式；按煤料的形态有块煤、型煤与粉煤三种；按供热介质不同又有气体热载体和固体热载体二种；按煤的运动状态又分为固定床、移动床、流化床和气流床等。
这里仅简介几种。
⑴连续式外热立式炉目前国内仍用来制取城市煤气的伍德炉示于图6-1-02。
烟煤连续地由炭化室顶部的辅助煤箱加入炭化室，生成的热半焦排入底部的排料箱，炭化过程中底部通入水蒸气冷却半焦，并生成部分水煤气，水煤气与干馏气由上升管引出。
《煤化工工艺学》——煤的低温干馏
>600 oC
半焦开始向焦炭转化（H2 ↑，CH4 ↓， 半焦↓，焦油↓，煤气↑）
三、加热速度
1. 2. 快速
低分子产物应当多，焦油产率高
慢速
固体残渣产率高
3.
提高煤的加热速度，可使产品产率发生如下变化：
半焦↓，焦油↑ ，煤气略微↓
四、压力
1. 提高压力，可使产品产率发生如下变化：
半焦和气态产物↑，焦油↓ ，半焦强度↑
§2-4 低温干馏主要炉型
一、干馏设备的要求
效率高 加热均匀 操作方便、可靠 过程易控 原料煤类宽 粒度尺寸范围大 二次热解作用小
二、干馏供热方式
1. 外热式（由炉墙外部传入热量）
缺点：热导率小、加热不均匀、半焦质量不均、二次热 解加深、焦油产率降低
外热式供热示意图
二、干馏供热方式
原料：<6 mm粉煤； 黏结性煤：气流吹入法 加料 不黏结性煤：螺旋给料器 燃料气和空气燃烧 ② 供热 热烟气 ① ③
气体
产品
煤粉 旋风分离器
满流管 气体冷却系统
焦粉
煤气
粉尘
焦油、中油
三、气流内热式炉
2. 鲁奇三段炉（固定床）
① ② 原料：褐煤块、型煤，20~80 mm，非黏结性煤； 流程：（三段：干燥段、干馏段和冷却段）
返回
气流内热式炉干馏流程框图
返回
Toscoal法干馏非黏结性煤的工艺框图
返回
① ②
2. 3.
4.
低阶煤无黏结性，有利于在固定床或流化床干馏炉中处理。
最佳热解温度是随煤阶降低而降低的，低阶煤开始热解温 度低。 低阶煤中挥发分含量较多，可得到较多的焦油和煤气。
低变质煤富氧低温干馏试验研究
陕 北 地 区 兰 炭 生产 已经 成 为 重要 的煤 化 工产 业 。现 有 兰 炭 生 产 工 艺 主要 采 用 内热 式 低 温 干馏 炉 ．通过 低 温干馏 得到 焦油 和兰炭 ，是 一种适 合焦
以满足低 温干馏工艺 要求 的富氧干馏 的技术思 路 。
１ 试 验 方案 设 计
１ ． 基本 思路 １
中含有 大量 氮气 ，降低 了煤 气热值 ，直 接影 响到 煤 气 的综合 利 用 ，也 成 为限制 这种低 温干 馏工 艺发 展
的限 制性 环 节【 ｌ ｌ 实 际检 测 ，现行 工 艺煤 气 热 值 。据
的低 温干 馏煤气 （ 除焦 油后 的冷煤 气 ）混合 ，配 脱 制成 符合 煤低 温干馏 要求 的高 温还原 性循 环气 ，对
中 图分 类 号 ：Ｔ ０ ８８ Ｐ ２．
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｔｅ ｔｓｕｄ ｎ ｅ ｉｈ ｄ ｘ ｇ ｎ ａｒａ ｄ ｗ ｓ ｔ ｙ０ ｎｒｃ ｅ ｏ ｙ ｅ ｉ ｎ ｌ ｏ
ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｂ ｎ ｚ ｔ ｎ ｏ ｗ ｅａ ｏ ｐ ｉ ｏ ｌ ｅ ｅ ａ ｕ ｅｃ ｒ ｏ ｉａ ｉ ｆ ｏ ｍ ｔ ｍ ｒ ｈ ｃｃ ａ 氮含量 高 ，煤
２ ｌ 年 １月 ０２ 第４ ３卷 第 １期
Ｆ ｅ ＆ｔ ｅ ｉａ Ｐｏｅｓｓ ｕ ｌ ｈ ｍｅｌ ｒｃｓｅ
燃 科 与 化 工
１ ５
气 热值 低 ，产 出量 大 ，进 而 带来 的综 合利 用 困难 等 问题 ．为过 程煤 气 的综合 利 用尤 其是 作 为下游 化 工
炉 内 的煤 进行 加热 ，实 现低 温干馏 ，改 变 因鼓入 空
在 ７ ／ｓ ＭＪ 左右 。降低惰性介 质量 ，即助燃空气 中 的 ｍ
褐煤低温干馏实验研究_赵振新
（ 1． 河南城建学院 化学与化学工程系，河南 平顶山 467044 ； 2． 中国矿业大学 化学与环境工程学院，北京 100083 ）
要: 褐煤不仅燃烧效率低、 水分含量高， 而且温室气体排放也很大。 为提高褐煤资源的利 用效果， 提出采用铝甑法考察干馏时温度及保温时间对褐煤干馏产物产率的影响规律 ， 运用 FTIR 表征褐煤在不同干馏温度下半焦的官能团 。结果表明: 褐煤低温干馏的适宜条件为 450 ～ 510 ℃ ， 保温时间 30 min。400 ℃ 干馏煤焦与原煤相比， 脂肪 族和芳香族基 团的比 值 分 别降 低 53. 1% 和 11. 8% ， 说明褐煤煤焦的芳构化程度 逐渐增 大， 芳香核缩聚程 度 加 大; 半焦 中氧 含量 减小 14. 4% ， C / H 比 增 大 34. 7% 。 实验 脱羰基比由 0. 473 降到 0. 396 ， 降低了 16. 3% ， 固定碳含量增加 21. 5% ， 、 、 。 证明褐煤的干馏过程是一个去氢 脱氧 富碳的过程 关键词: 褐煤; 低温干馏; 半焦; 气相产物 doi: 10. 3969 / j． issn． 1671－ 0118. 2013. 02. 005 中图分类号： TQ536． 1 文章编号： 1671－ 0118 （ 2013 ） 02－ 0124－ 06 文献标志码： A
干馏温度对产物产率分布的影响 不同保温时间下， 褐煤煤样低பைடு நூலகம்干馏气、 固、 液
6. 66 54. 78 11. 16 45. 22
53. 67 5. 24
1. 13 39. 34 0. 32
实验流程如图 1 所示。 针对特定的内蒙古褐
126
黑
龙
江
科
技
学
院
煤富氧低温干馏实验研究
０ 引 言
煤 低温 干馏是 在 ４ ０℃～７ ０℃范 围 内对煤 进 ０ ０
行 干馏 ， 主要 产 品为半 焦 ， 副产 品为焦 油和 干馏 过程 产 生 的煤气． 陕北 地 区的煤种 多属 低变 质煤 ， 具有 化 学 活 性 好 、 挥 发 分 、 发 热 量 和 无 黏 结 性 等 特 高 高 性ｒ， 】 是优 质 的低温 干馏用 煤． 林 地 区现有 的半焦 ］ 榆
针对 内热 式煤低 温 干馏工 艺 ， 用 富氧 干馏 ， 采 其
＊ 国 家科 技 支 撑 计 划 项 目（ ０ ９ ＡＡ２ Ｂ ０ 、 西 省 教 育 厅基 金 资助 项 目（９Ｋ５ ２ 和 陕 西 省 工 业 攻 关 项 目（ ００ ０ —４ ． ２０Ｄ ０ ０）陕 ＯＪ ２ ） ２ １ Ｋ ７０ ） １ ）教授 ； ）硕 士 生 ， 安 建 筑 科技 大学 冶 金 工 程 学 院 ，１ ０ ５ 西 安 ；）高 级 工 程 师 ， 西 神 木 三 江煤 化 工 公 司 ， １３ ０ 陕 西 神 木 ２ 西 ７０５ ３ 陕 ７９０ 收 稿 日期 ：Ｏ ＯＯ Ｏ 修 回 日期 ：０ ０１— １ ２ １—９２ ； ２ １ —０２
１ 实 验 部 分
１ １ 实 验 方 案 ．
段没 有严 格 的界 限 ， 馏和 干燥 气体热 载体 不分 ； 干 炽
热 的半焦 进入 炉底 水封槽 ， 水冷 却 ， 用拉 盘和 刮 用 采
板机 导 出干馏 产 品 ； 分 荒 煤 气 和 空气 混 合 进 入 炉 部 内花 墙 ， 花墙 孔喷 出燃 烧 ， 成干 馏用 的气体 热 载 经 生
浅谈煤化工中的煤低温干馏
浅谈煤化工中的煤低温干馏摘要：为了解决石油短缺问题，煤化工便产生了，煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、炼制人造石油工业、煤制人造石油工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。
本文简单介绍了煤化学工业，综述了煤化工中的煤的低温干馏。
关键词：煤化工；低温干馏；半焦；影响因素引言：目前，化学工业中石油化工发展比较快，占据主导地位，煤化工的工业生产所占比重不大。
因为目前石油还供过于求，价格低廉，但石油储量有限，总有一天要枯竭，按目前耗用速度，石油使用年限估计为几十年，而且那些开采容易，生产费用低的油田均已发现并在开采。
在以后的年代里，石油的开采将逐渐转移到条件艰难的地方，开采费用也将大大提高，因而迫使人们寻求新的能源和化工原料来代替石油，于是人们开始重视了煤化工。
1.煤化学工业的简介煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工。
煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、炼制人造石油工业、煤制人造石油工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等[1]。
2.煤的低温干馏煤在隔热空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，成为煤干馏。
按加热终温的不同，可分为三种：低温干馏、高温干馏、中温干馏。
煤低温干馏过程仅是一个加热工过程，常压生产，不用加氢，不用氧气即可制的煤气和焦油，实现了煤的部分气化和液化。
低温干馏的气化或液化工艺过程简单，加工条件温和，投资少，生产成本底，煤低温干馏生产在经济上也是有竞争能力的。
褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低价煤，适于低温干馏加工。
褐煤半焦反应性好，适于作还原反应的煤料。
半焦含硫比原煤低，低硫半焦燃料有利于环境保护。
低阶煤无粘结性，有利于在移动床或流化床干馏炉中处理。
最佳热解温度均随煤阶降低而降低，低阶煤开始热解温度低[2]。
2.1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。
一般焦油产率为6-25%；半焦产率为50-70%；煤气产率为80-200m3/t。
煤的低温干馏—煤的低温干馏概述
• 煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别，煤阶的改变是由
于深埋而增加的温度而改变的。当泥岩沉积被掩埋，随温度和压 力的增加而转变成煤时，物理和化学性质发生变化。“煤阶”将 这一转变步骤细分成几个阶段：植物-泥炭-褐煤-烟煤-无烟煤。
部分气化和液化。 c、比煤的气化和液化工艺简单，加工条件温和，投资少，生产成本低。
热加工过程、 常压生产、 不用加氢和氧、 实现煤部分气化（煤气）和液化（焦油）
低阶煤含较多挥发 分,可回收相当数量 的焦油和煤气
褐煤、长焰煤和高挥发份的不黏煤等低阶煤
§2.1 概述
5.适用煤： 褐煤、长焰煤和高挥发份的不黏煤等低阶煤，适于低温干馏加工。
中国低阶煤储量较大，约占全部煤的42%以上，是低温干馏的优良原料 。
中国煤炭分类：褐煤（HM）
烟煤
无烟煤(WY)Biblioteka {长焰煤（CY) 不黏煤（BN） 弱黏煤（RN） 气煤（QM） 肥煤（FM） 焦煤（JM） 瘦煤（SM） 贫 煤（PM）}
• 煤化程度是指煤的变质程度，即泥炭经压力、地热作用的大小
，以及受作用的地质年代的长短综合。泥潭向褐煤、烟煤和无烟 煤抓化过程中，煤化度逐步提高。
典型粘结性烟煤受热时发生的变化如图：
• 煤干馏的过程中：当煤料的温度高于100℃时，煤中水分蒸发出；温度
升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时，粘结性煤开 始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）； 至400—500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦！
第二章 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
低阶煤低温干馏工艺及兰炭应用的研究
小, 且具有高水分、 高灰分、 易燃易碎、 发热量低、 不易长途
运输等特点, 且低阶煤中元素种类巨多, 因此, 对于低阶煤的
低温干馏技术工艺一直是煤化工领域研究的热点 [1-3] 。 以低阶
煤为原料、 采用低 温 干 馏 技 术 生 产 的 固 体 产 品 叫 半 焦 ( 俗 称
chain and improved the way of deep processing and utilization of products. The technology of semi - coke plant from the
structure and characteristics of carbonization furnace, raw coal screening and semi - coke screening, gas purification and
阶煤的一次热解产物在二次热解过程中也会发生二次热解; 其
次, 低阶煤的游离相进行热解, 游离相在一定温度下释放出内
107
积及较大的孔隙率等优异的特征。 目前, 兰炭主要应用于电
石、 冶金、 化肥造气 等 行 业, 兰 炭 具 有 合 适 的 挥 发 份 及 电 阻
率, 与石灰反应生成电石; 随着兰炭产量的提升及市场需求的
限公司设计研发的 SH 系列内热式直立炭化炉 [4-5] , SH 系列炉
型在陕西、 新疆和内蒙等地区应用率在 60% 以上。
SH 系列直立炭化炉主要分为三段, 从上到下 为 干 燥 段、
干馏段、 冷却段 [6] 。 原煤从上料系统输送到 SH 系列直立炭化
炉的大煤仓, 依次经过电液动平板闸阀及中间煤仓, 在炭化炉
某公司煤低温干馏工艺能效分析
某公司煤低温干馏工艺能效分析
孙石;牛鹏;杨静
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(017)003
【摘要】对某公司煤低温干馏生产工艺过程中的能效进行了分析,提出了烟气余热回收方案,以及利用螺杆膨胀机回收半焦煤物理潜热发电的方案,最后给出了能效分析及提高能效的建议.
【总页数】4页(P42-44,58)
【作者】孙石;牛鹏;杨静
【作者单位】长春工程学院能源动力工程学院 ,长春130012;吉林省建筑能源供应与室内环境控制工程研究中心 ,长春130012;长春工程学院能源动力工程学院 ,长春130012;吉林省建筑能源供应与室内环境控制工程研究中心 ,长春130012;长春工程学院能源动力工程学院 ,长春130012;吉林省建筑能源供应与室内环境控制工程研究中心 ,长春130012
【正文语种】中文
【中图分类】TK115
【相关文献】
1.神府低变质煤的低温干馏工艺研究 [J], 翟伟;张红丽;王荣;高玉安
2.煤低温干馏工艺发展与环境保护 [J], 王晓云;张智锋;雷芬
3.低阶煤低温干馏工艺技术的发展现状 [J], 刘佳;曹祖宾;韩冬云;李丹东;胡博馨
4.低阶煤低温干馏工艺及兰炭应用的研究 [J], 孙丁武;赵杰;田朋军;宋涛涛;王睿哲;朱佛代;苟倩誌
5.低阶煤低温干馏工艺煤焦油组分还原与组成分析 [J], 杨秦林;刘永琦;唐星;么秋香;孙鸣;马晓迅
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★ 块煤中低温干馏工艺1
块煤中低温干馏工艺一、概述陕北地区煤炭资源丰富，总分布面积约27140平方公里，探明储量约1460亿吨，预测总量达6940亿吨，占陕西省煤炭资源的86.4%，占全国煤炭资源的14%。
陕北煤田主要分布在榆林市的府谷、神木、榆阳、横山、定边、靖边等县（区），是世界八大煤田之一。
陕北煤田主要煤种是侏罗纪煤，属弱粘、不粘的低变质煤，具有低灰、低硫、低磷、高挥发分、高发热量、高活性等特点，是优质的低温干馏、工业气化、液化和动力用煤。
低变质煤加工技术主要包括煤直接燃烧、煤冷加工和煤热加工技术。
其中，热加工技术又分为煤转化、煤化学品的制取和煤热提质技术三大类。
在热加工技术中，煤低温干馏技术是提高煤炭资源综合利用水平行之有效的方法。
这是因为煤低温干馏技术的投资与运行费用较低，效益高，无风险，生产规模可大可小，且资金回收期短，焦油产率虽然不高，但半焦和干馏煤气用途广泛。
因此，煤低温干馏技术很适宜在我国发展推广。
1.1 煤干馏的基础理论1.1.1 煤干馏煤干馏是指煤在隔绝空气的条件下受热分解，生成焦炭或半焦、煤焦油、粗苯、煤气等产物的反应过程。
按加热终温的不同，煤干馏可分为三种：（1）低温干馏，干馏温度范围：400~700℃；（2）中温干馏，干馏温度范围：700~900℃；（3）高温干馏（或炼焦），干馏温度范围：900~1100℃。
煤干馏产物的产率和组成取决于原煤煤质、炉型结构和热加工条件（主要是干馏温度和干馏时间）。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低而焦油产率高；高温干馏固体产物为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低；中温干馏产物的产率则介于低温干馏和高温干馏之间。
高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业获得芳烃的重要来源；低温干馏焦油比高温干馏焦油含有较多的烷烃，是人造石油的重要来源之一。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分是氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
兰炭外热式回转炉低温干馏工艺及技术装备简介
兰炭外热式回转炉低温干馏工艺及技术装备简介（概述）1 我国低变质煤资源特点我国低变质煤炭资源储量占煤炭资源总储量的40%以上，目前年产量占全国煤炭总产量的30%左右。
我国低变质煤资源主要集中在华北地区和西北地区。
2 煤低温干馏技术背景煤的干馏是指在隔绝空气的条件下，原料煤受热分解为焦炭/半焦、煤气和焦油的过程。
根据加热终温的不同，干馏可分为低温干馏（560℃～600℃）、中温干馏（700℃～900℃）和高温干馏（900℃～1100℃）。
煤低温干馏（或称低温热解）技术仅是一个热加工过程，常压生产，不用氧气，也不用加氢，即可制得煤气和焦油。
由于低温干馏比煤的气化和液化工艺简单，加工条件温和，所以建设投资少，生产成本低。
3 煤低温干馏行业现状及待解决的问题目前我国低变质煤低温干馏行业所采用的及主要研究的热解工艺有内热式直立炉、固体热载体、流化床热解等生产工艺。
内热式直立炉低温干馏工艺内热式直立炉低温干馏工艺主要存在以下技术瓶颈：①原料问题：目前通用的兰炭炉用30至80毫米的块煤，实际煤矿生产中，这样的块煤只有30％到40％,将面临原料供应问题；②煤气质量问题：由于工艺原因，煤气热值较低，含氢气、甲烷较低，氮气含量过高，达不到化工利用最佳条件，只能当燃料；③焦油回收率偏低，现在只能达到6％，工艺提高后，应该可以达到9％。
湿法熄焦系统及出焦机构:采用湿法熄焦，所产兰炭含有大量水分，限制了兰炭的使用，增加了运输成本，需要耗费额外的能量对其进行干燥。
熄焦过程产生的废蒸汽含有大量的有毒有害物质，恶化现场操作环境，污染大气。
熄焦过程产生大量的含酚废水，需耗费大量成本进行处理。
固体热载体低温干馏工艺固体热载体低温干馏工艺主要存在以下技术瓶颈：①仅能处理粒度为6mm以下的原料煤。
②运行过程中需要将热载体提升至相当的高度，需要耗费大量能量。
③涉及到一些高温物料的转移和输送，受设备材质影响，目前尚无设备能理想的实现其工业过程，难以实现工业化生产。
低温干馏产品及其应用
低温干馏产品主要包括半焦∕兰炭、煤焦油和煤气。
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。
一般焦油产率为6%~25%，半焦产率50%~70%，煤气产率80~300m3∕t(以原料干煤计)。
—、半焦的应用1、半焦的种类半焦主要是针对冶金焦炭而言，是低变质煤经低(中)温干馏工艺生产的一种低灰分、高固定碳含量的固体物质，具有较大的比表面积和丰富的微孔，化学活性较大。
原料煤的煤化度越低，半焦的反应能力和比电阻越高。
半焦主要分褐煤半焦和兰炭。
(1)褐煤半焦褐煤半焦以褐煤为原料，半焦热值高于原煤(根据煤种不同一般高20%~50%)，反应活性好。
褐煤半焦的质量与原料煤质量有关。
原料煤的灰分不同，得到的半焦灰分也不同，灰分低的褐煤半焦可用作高炉喷吹料、烧结粉焦和铁合金用焦粉，也可以加工成洁净的无烟燃料等；灰分高的褐煤半焦可用作合成气原料和燃烧发电。
一般褐煤热半焦产品粒度小、灰分大，应用受到限制，大多用于电厂发电燃料。
(2)兰炭陕北和鄂尔多斯地区的原煤特点是低硫、低灰、黏结指数小，该地区的侏罗纪煤经低(中)温干馏工艺生产的兰炭，具有低灰、低硫、低磷、高固定碳、高电阻率及高化学活性等特点。
陕北兰炭燃烧时无烟，不形成焦油，含硫低于原煤，热效率高于原煤，块度均匀，反应性好，因而成为用途广泛的工业原料和燃料。
陕北也成为全国的半焦/兰炭重要生产区域，兰炭产品远销鲁、晋、蒙、宁、云、贵、川、湘、鄂、粤、桂及海外。
兰炭分为大、中、小3种规格。
由于其固定碳高、比电阻高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低的特性，已逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产，成为一种不可替代的新型炭素材料。
其中，大料用于炼铁、化肥等生产，中料主要用于电石生产，小料广泛用于生产硅铁、硅锰、铁合金等领域，在生产金属硅、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等高耗能产品过程中兰炭优于焦炭。
兰炭质量标准如表1所示，兰炭主要下游产品及用途如表2所示。
不同变质程度煤体微孔多重分形特征研究
不同变质程度煤体微孔多重分形特征研究
金霏阳;陈学习;高泽帅
【期刊名称】《煤矿安全》
【年(卷),期】2024(55)3
【摘要】为研究不同变质程度煤体微孔孔径多重分形的特征,根据低温液氮吸附实验数据,运用多重分形理论对4种不同变质煤体样品微孔的多重分形特征、以及孔隙特征与变质程度之间的关联展开研究。
结果表明:4种煤样微孔均具备了多重分形的典型特征,变质程度越高煤样的微孔分布非均质性越强,其微小孔拥有更大的比表面积,将会为瓦斯气体提供更多的吸附位,拥有更大的解吸量;4种煤样的微孔孔径多分布在孔隙空间较为狭小的区域中,约为7~9 nm;微孔结构在弱变形作用下的非均质性明显,在此区域内,较大的孔径分布均一;但从整体看,其连通性与变质程度关系不明显且孔隙以聚集和分布不均匀为主导。
【总页数】9页(P9-17)
【作者】金霏阳;陈学习;高泽帅
【作者单位】华北科技学院矿山安全学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD712
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Fuel 燃料与化工&Chemical ProcessesJan.2012Vol.43No.1陕北地区兰炭生产已经成为重要的煤化工产业。
现有兰炭生产工艺主要采用内热式低温干馏炉，通过低温干馏得到焦油和兰炭，是一种适合焦油产量高的低变质煤综合利用的有效途径。
由于采用的内热工艺以空气作为助燃物，导致干馏炉煤气中含有大量氮气，降低了煤气热值，直接影响到煤气的综合利用，也成为限制这种低温干馏工艺发展的限制性环节[1]。
据实际检测，现行工艺煤气热值在7MJ/m 3左右。
降低惰性介质量，即助燃空气中的氮，可望从根本上解决上述问题。
为此，提出了以富氧空气或氧气替代空气助燃，通过与冷煤气配气以满足低温干馏工艺要求的富氧干馏的技术思路。
1试验方案设计1.1基本思路利用富氧燃烧技术（富氧比为21%～100%），以富氧或纯氧与煤气配合在炉内燃烧产生的高温废气作为煤干馏所需基础热源，通过和干馏过程产生的低温干馏煤气（脱除焦油后的冷煤气）混合，配制成符合煤低温干馏要求的高温还原性循环气，对炉内的煤进行加热，实现低温干馏，改变因鼓入空气燃烧带来的煤气有效成分含量低，氮含量高，煤低变质煤富氧低温干馏试验研究赵俊学1袁媛1李惠娟1华建设1尚文智2（1.西安建筑科技大学冶金工程学院，西安710055；2.三江煤化工有限责任公司，神木719300）摘要：用富氧代替空气与煤气燃烧提供热源，利用燃烧废气与低温干馏过程产生的干馏煤气混合形成高温循环气，对煤进行富氧干馏。
试验结果表明，在不改变现行低温干馏炉结构的情况下，富氧干馏完全可行，可大幅提高煤气的有效成分，降低氮含量，煤气热值是空气助燃干馏的2倍以上，煤气放散量减少约3/4。
关键词：兰炭干馏富氧燃烧煤气热值中图分类号：TP028.8文献标识码：A文章编号：1001-3709（2012）01-0014-03Test study on enriched oxygen air and lowtemperature carbonization of low metamorphic coalZhao Junxue 1Yuan Yuan 1Li Huijuan 1Hua Jianshe 1Shang Wenzhi 2(1.College of Metallurgical Engineering,Xi ’an University of Architecture and Technology,Xi ’an 710055,China;2.Sanjiang Coal Chemical Industry Co.,Ltd,Shenmu 719300,China)Abstract:Combustion is done with enriched oxygen air instead of air and gas to provide heat source.The enriched oxygen carbonization is carried out for coal by the utilization of high temperature circulating gas formed by mixing combustion waste gas and carbonized gas generated during low temperature carboniza -tion.The test result shows that enriched oxygen carbonization is completely feasible without changing the current low temperature carbonization oven structure.The enriched oxygen carbonization can raise the ef -fective components in gas greatly and reduce the nitrogen content.The calorific value of gas is more than two times of the calorific value of air-aid combustion carbonization and gas bleeding amount is reduced by three quarters.Key words:Semi-cokeCarbonizationEnriched oxygen combustionCalorific value of gas收稿日期：2011-04-11作者简介：赵俊学（1962-），男，教授14Fuel 燃料与化工&Chemical Processes2012年1月第43卷第1期气热值低，产出量大，进而带来的综合利用困难等问题，为过程煤气的综合利用尤其是作为下游化工产品等的高效利用奠定基础[2-3]。
低变质煤低温富氧干馏工艺流程见图1。
1.2试验方案试验要点包括4个方面：一是以氧代替空气，有效降低干馏炉煤气中的氮含量，提高煤气中的有效成分含量；二是采用部分冷煤气循环，以配制适合低温干馏的干馏气，消除炉内燃烧产生的高温区，从而提高焦油产量和兰炭质量；三是不改变现有干馏炉本体结构，可根据干馏炉的结构灵活调整燃烧和配入冷煤气量；四是产出的高质量煤气有利于与化工等高效利用途径的对接。
1.3试验装置与试验方法根据试验要求，在已经成功应用的年产5万t的兰炭单体炉基础上，设计和建设了处理量为1t 煤/h 的低温干馏半工业模拟装置（图2）。
通过调节空气风机和氧气瓶管道上的流量计及压力表可达到不同的富氧比。
数据采集采用自动记录仪测定炉体状况，包括：入炉各种气体（煤气、氧气、助燃空气）的流量、压力和温度测定；炉顶煤气的温度、压力、成分、流量测定；炉身各点的温度测定（沿炉身高度设置11组测点）。
另外，记录煤耗、兰炭产量和焦油产量，并取兰炭和焦油试样待进一步检测分析。
炉前燃烧观察孔要随时观察，防止火焰吹灭，并尽量将火焰控制在布气道外。
1.4试验原料试验用煤的工业分析结果见表1。
块煤粒度为10～80mm 。
2试验数据2.1部分试验过程参数试验过程的部分参数的计算和测定值见表2、表3。
由表2、表3可以看出，回炉煤气量随富氧比的增加而增加。
煤气燃烧温度随富氧比提高而提高，为了保持干馏炉内温度稳定，返回冷煤气流量必须增大。
富氧燃烧使煤气产生量大幅减少，所以放散煤气流量逐渐减小。
2.2产品兰炭的分析检测结果采用空气助燃和全氧条件下的兰炭化学成分检测结果如表4所示。
可以看出，产品的固定碳和水分含量有所提高，具体原因有待进一步研究。
2.3煤气成分比较富氧比与煤气成分含量关系见图3。
由图3可氧气瓶助燃风机干馏炉焦油捕收净煤气富余净煤气荒煤气表1入炉煤工业分析%全水水分干基灰分干基挥发分固定碳硫11.04 1.88 6.5434.8856.700.26表2试验节点参数计算值m 3/（t ·h ）序号富氧比/%工况标况工况标况工况标况120547547--11559882303193191746136811703501371372782153513164100003511016651426助燃空气流量氧气流量返回煤气流量表4兰炭成分分析检测结果%检验项目鼓入空气时富氧条件时全水24.9829.70水分 1.83 3.59空干基灰分18.6011.73空干基挥发分 6.06 4.54固定碳73.5180.14硫0.700.51表3部分典型的试验数据m 3/（t ·h ）流量回炉煤气11371126138513731595153816721658空气537534324324181182--放散煤气9961026774778281259170187氧气--171727273434空气富氧比30%富氧比50%富氧比100%11975310864空气风机氧气瓶富余煤气煤煤气21图1低变质煤低温富氧干馏工艺流程图1～11为热电偶温度测点分布图2半工业试验装置示意图15Fuel 燃料与化工&Chemical ProcessesJan.2012Vol.43No.1工新型材料,2005,33（1）:49-51.陈伟,张会堂,刘王宣，等.炭黑-石墨导电涂料导电性能之影响因素的试验研究[J].碳素技术,2003（22）:25-27.Choi H yung Do,Cho,Kwang-Yun,Han Seung,Yoon Ho Gyu,Moon Tak Jin.[J].Polymer Society of Korea.1997,21（1）:119~124.Aharoni SM.J.Ductile Failure of Brittle Polymers under Compres -sive Shear Stresses [J].Appl.Phys.,1972,43:463.Polley M h,et al.The Oxidation of Graphitized Carbon Black [J].Rubber Chem.Technol,1957,30:170.徐艳莲,林金火,胡炳环.炭黑-漆酚醛树脂导电涂料的研究[J].中国生漆,2002（2）:1-4.刘晓明编辑[3][4][5][6][7]以看出，随富氧比的提高，煤气有效成分含量大幅提高，氮含量可由原来的50.1%降低到5.85%。
另外，氢、甲烷等含量也大幅提高。
3试验结果分析煤气热值的计算[4-5]：Q ＝[CO]%×12.64＋[H 2]%×10.79＋[CH 4]%×39.75＋[C 2H 6]%×69.64+[C 3H 8]%×99.07+[C 4H 10]%×128.50+[C 2H 4]%×62.99+[C 3H 6]%×91.90+[C 2H 2]%×50.02MJ/m 3鼓入空气时，煤气的热值为6.86MJ/m 3；富氧比为30%时，煤气的热值为7.22MJ/m 3；富氧比为50%时，煤气的热值为10.01MJ/m 3；富氧比为100%时，煤气的热值为14.18MJ/m 3。
可以看出，随富氧比的提高，煤气热值大幅提高。
热值可由原来空气助燃干馏的6.86MJ/m 3提高到14.18MJ/m 3。
由于循环煤气量加大，放散煤气量由原来的996m 3/t 减少到187m 3/t 。
根据试验过程及相关测定结果可以看出，实现富氧比在20%～100%的稳定干馏过程是完全可行的，干馏炉运行稳定，富氧比可灵活调整。