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。

2080mm伍德炉的每个干馏室处理煤约8t/d。

加热煤气是用自产半焦在炉侧发
生炉产生的发生炉煤气。

⑵连续式内热立式炉
德国开发的Lurgi低温干馏炉如图6-1-03所示。

过去在国外广泛使用。

煤在炉中不断下行，热气流逆向通入进行加热。

粉状褐煤和烟煤需预先压块。

煤在炉内移动过程分成三段：干燥段，干馏段和焦炭冷却段，故又名三段炉。

用于加热的热废气分别由上、下二个独立燃烧室燃烧净煤气供给、煤在干馏炉内被加热到500～850℃。

一台处理褐煤型煤300～500t/d的鲁奇三段炉，可得型焦150～250t/d，焦油10～60t/d，剩余煤气180～220m3/t煤。

⑶连续式内外热立式炉
是由德国考伯斯（Koppers）公司开发的考伯斯炉。

它由炭化室、燃烧室及位于一侧的上下蓄热室组成。

煤料由上部加入干馏室，干馏所需的热量主要由炉墙传入。

加热用燃料为发生炉煤气或回炉干馏气，煤气在立火道燃烧后的废气交替进入上下蓄热室。

在干馏室下部吹入回炉煤气，既回收热半焦的热量又促使煤料受热均匀。

此炉的煤干馏热耗量较低，为2400kJ/kg 煤，而上述伍德炉为3320kJ/kg煤。

中国曾引进用来
生产城市煤气，也自行设计制造了类似的干馏炉。

⑷固体热载体干馏法
外热式干馏装置传热慢，生产能力小。

气流内热式的燃烧废气稀释了干馏的气态产物。

采用固体热载体进行煤干馏，加热速度快，单元设备生产能力大，例如美国Toscoal法用已加热的瓷球作为热载体，使次烟煤在500℃进行低温干馏。

德国鲁奇-鲁尔煤气工艺（Lurgi-Ruhrgas，LR）采用热半焦为热载体，已建立生产装置，生产能力达1600t/d，产品半焦作为炼焦配煤原料。

其干馏流程如图6-1-04所示，预热的空气在气流加热管让部分半焦燃烧，使热载体达到需要的温度。

沉降分离室使燃烧气体与半焦热载体分离，分离热半焦与原煤在混合器内混合，混合的煤料在炭化室内进一步进行干馏。

部分热焦粉作为产品由炭化室排出，其余部分返回气流加热管循环。

中国也进行了用热半焦为热载体的试验工作。

⑸加氢干馏工艺
前已述及，加氢热解可明显增加烃类气体和轻油的产率，为此已开发的工艺有Coalcon加氢干馏工艺与CS-SRT加氢干馏工艺。

例如后一工艺是以生产高热值合成天然气为目的，同时可制取轻质芳烃（BTX），
干馏残炭用于制氢。

该工艺的煤转化率可达60～65％，其中甲烷和乙烷约30％，BTX8～10％，轻油1～3％.。