煤低温干馏技术及经济分析.pdf
2 煤的低温干馏 0
1绪论煤化学工业是以煤为原料经过化工加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工元素组成：C 、H 、O 、N 、S 、P 等化学组成：水分（外在水，内在水，结合水），灰分，挥发分，固定炭2煤的低温干馏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,中温干馏,高温干馏.原料：低阶煤低温干馏产品: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。
煤焦油:黑褐色液体,密度0.95~1.1g/cm3,酚类,有机碱,烷烃,烯烃,环烷烃,中性含氧化合物,中性含氮化合物,沥青.煤气:密度：0.9~1.2g/cm3,组成：甲烷、其他烃类原料煤: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。
焦炉炭化室炉墙温度:加煤前，1100℃左右;加湿煤后，T 先↑后↓;推焦前， 1100℃左右加热终温影响因素：温度↑煤化程度↑，煤开始热解温度↑温度↑焦油产率↓煤气产率↑焦油产率↓煤气产率↑压力的影响：压力↑半焦产率↑ 焦油产率↓ 煤气产率↑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，含轻油中国褐煤干馏实验：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3 炼焦炼焦：煤在焦炉骨隔绝空气加热到1000℃左右，可获得焦炭、化学产品和煤气的过程用途：焦炭：高炉炼铁化学产品：肥料，农药；纤维；塑料、炸药；医药原料煤气：合成氨炼焦过程：芳核综合稠化，侧链脱落分解成焦过程煤的干燥预热阶段 < 350℃ 胶质体形成阶段 350~480℃半焦形成阶段 480~650℃ 焦炭形成阶段 650~950℃气体要出途径:胶质层：由两侧移向中心内部：里行气:水蒸汽，煤一次热解产物,上行进入炉顶空间.外部：外行气:煤一、二次热解产物沿焦饼裂纹及炉墙与焦饼间空隙进入炉顶空间 煤 （干燥预热）胶质体 （软化膨胀） 半焦 （固化收半焦 气态产物炼焦用煤的种类：焦煤JM 、肥煤FM 、气煤QM 、瘦煤。
煤的低温干馏
一、出卖人的义务
• (一)移转标的物所有权于买受人 • 买卖合同的履行中,只有作为出卖人的合同一方实际地把
动产物交付给对方,或者将不动产权利移转于买受人(一般 为办理过户登记手续),买受一方才能取得对物的所有权,行 使所有人对物的支配权利。 • 1.交付的方式 • 从交付的方式上看,交付包括现实交付和拟制交付。
一、出卖人的义务
• (二)瑕疵担保 • 2.物的瑕疵担保义务 • 物的瑕疵担保义务指出卖人就其所交付的标的物具备约
定或法定品质所负的担保义务。即出卖人须保证标的物 移转于买受人之后,不存在品质或使用价值降低、效用减 弱的瑕疵。
2.1 概述---发展
19世纪 • 灯油和蜡
20世纪40年代 • 焦油 • 汽油和柴油
第二章 煤的低温干馏
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
2.1 概述---干馏
隔绝空气
△
煤
Байду номын сангаас
加 热
终
温
气体产物：煤气 液体产物：焦油 固体产物：半焦或焦炭
低温干馏
500~600 oC
中温干馏 高温干馏
一、出卖人的义务
• (一)移转标的物所有权于买受人 • 2.交付的具体要求 • 从出卖人交付义务的履行上看,交付一般应该包含如下要
求: a) 按照约定的标的物及数量交付。 b) 按照约定的地点交付。 c) 按照约定的交付时间交付。
一、出卖人的义务
• (二)瑕疵担保 • 出卖人对其所转让的财产负权利瑕疵和物的瑕疵的担保
• 8.按照有无退换的保留,买卖合同可以分为有退换保留的 买卖和无退还保留的买卖。后者如试用买卖。
煤炭加工中的新型低温煤干燥技术
减少环境污染， 降低煤炭加工过
程中的排放量
添加标题
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减少煤炭燃烧产生的废气、废水、废渣等污染物 降低煤炭加工过程中的能耗和碳排放 提高煤炭品质，减少煤炭燃烧过程中的有害物质排放 促进煤炭清洁高效利用，推动煤炭产业转型升级
提高煤炭加工效率，降低 生产成本
减少环境污染，改善生态 环境
应用场景：煤炭洗 选加工过程中的干 燥环节
技术原理：利用低 温热风对煤炭进行 干燥，减少水分含 量，提高煤炭质量
煤制油：将煤转化为液体燃料，如柴油、汽油等 煤制气：将煤转化为气体燃料，如天然气、氢气等 煤制化学品：将煤转化为化学品，如甲醇、乙二醇等 煤制炭：将煤转化为炭材料，如活性炭、碳纤维等
火力发电厂需要大量的煤炭作为燃料 新型低温煤干燥技术可以提高煤炭的干燥效率 低温干燥技术可以降低煤炭的含水量，提高燃烧效率 新型低温煤干燥技术可以减少煤炭的运输成本和储存成本
新型低温煤干燥技术 在煤炭加工中的应用
汇报人：
目录
添加目录标题
新型低温煤干燥技术的 原理
新型低温煤干燥技术的 工艺流程
新型低温煤干燥技术的 特点
新型低温煤干燥技术的 应用场景
新型低温煤干燥技术的 经济效益和社会效益
添加章节标题
新型低温煤干燥技 术的原理
低温蒸发：在低温环 境下，水分子获得足 够的能量脱离固体表 面，形成蒸汽。
原料准备：选 择合适的煤炭 原料，并进行 初步筛选
干燥过程：采用 新型低温煤干燥 技术，控制温度 和湿度，使煤炭 中的水分蒸发
收集与分离：收 集干燥后的煤炭， 并将其与水分进 行分离
冷却与包装：将 干燥后的煤炭进 行冷却，然后进 行包装和储存
煤转化技术：低温干馏产品
比电阻／Ω·m:
比高温焦炭高
（煤的变质程度越低其反应性和比电阻越高）
机械强度／%:
低于高温焦炭
半焦
⑵半焦的应用：
①做优质的民用和动力燃料 无烟、不生成焦油、反应性
好、热效率高、有一定块度
②铁合金的优良炭料 要求比电阻尽可能高
③其他 冶金型焦中间产品，粉矿烧
结，高炉炼铁的喷吹料
半焦燃烧 铁合金
2.煤焦油：
③褐煤焦油中含有大量蜡类是生产表面活性剂和洗涤剂的原料。
3.煤气 ⑴性质及成分：
密度：0.9-1.2kg/m3 ；
成分：甲烷、氢气、一氧化碳等。Байду номын сангаас⑵用途：
本企业加热燃料，民用，也可做化学合成原料气。
⑴物理性质：
黑褐色液体，密度小于1g/cm3，比高温焦油轻
⑵成分：
酚类：35% 中性含氧化合物：20%-25% 芳烃：15%-25% 环烷烃：10% 沥青：10% 烷烃：2%-10% 烯烃：3%-5% 中性含氮化合物：2%-3% 有机碱：1%-2%
⑶用途：
①发动机燃料，生产酚类和烃类；
②提取的酚可用于生产塑料、合成纤维、医药等产品；
§ 低温干馏产品
低温干馏产品：
半焦、煤气、焦油
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：煤焦油产率6%-25%；
半焦产率为50%-70%； 煤气产率为80-200m3/t（原料干煤）。
§2.2 低温干馏产品
1.半焦：
⑴半焦的性质:
孔隙率∕%:
30~50
反应性（于1050℃，CO2）∕[mL∕(g·s)]: 比高温焦炭高
《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。
煤化工艺学煤低温干馏
强度/% 孔隙率/%
0~5mm
18.6 13.6 79.6 83.6 50.3 47.0
反应能力(CO2)/[mL/(g·s)]
7.4 0.5
比电阻(3~6mm，荷重19.6kPa)/(Ω·cm)
0.66 0.027
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煤化工艺学
27
煤 化 工 工 艺 学
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煤化工艺学
煤化工艺学
26
煤
指标
原料 煤
半焦 冶金焦
化
水分
10.8 11.4 13.6
工
工业分析/% 干燥基灰分
16.1 12.9 10.8
工 艺
干燥无灰基挥发分
47.4 4.3 1.2
学
>40mm
7.8 0.0
20~40mm
40.2 23.1
筛分组成/% 10~20mm
26.0 52.6
5~10mm
7.4 10.7
艺 学
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↑
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煤化工艺学
13
2.4 低温干馏主要炉型
煤
化 工 工
特点： 受热：均匀
艺 学
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
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煤化工艺学
实现煤部分气化（煤气）和液化（焦油） 低阶煤含较多挥发
份，可回收相当数
量的焦油和煤气
适用煤： 褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低阶煤。
煤炭低温干馏技术的问题分析与策略探讨
煤炭低温干馏技术的问题分析与策略探讨摘要：本文结合本单位实况，指出了煤炭低温干馏工艺技术的的当前现状及所存在的突出问题，指出了可行的改进措施，望能为此领域研究有所借鉴。
关键词：煤炭；低温干馏技术；工艺问题；措施当处于隔绝空气状态下，煤受热分散，生成大量的焦油、煤气、焦炭等的基本过程，即煤干馏，又被称之为热解、焦化技术。
依据不同的加热终温，可将其划分为三种：其一为低温干馏（500~600℃），其二是中温干馏（700~900℃），其三为高温干馏（900~1100℃）。
需要指出的是，针对煤炭的低温干馏而言，其不仅能从中获得一些煤焦油、煤气，而且还能得到大量的半焦（即为兰炭）。
低温干馏是本地区现阶段一种重要的煤转化工业，因生产与技术上的相对落后，在生产时会有大量的废气、废水、废渣等产生，因而会对环境造成污染，因此，采取有效措施，改进煤炭低温干馏工艺，已成为本地区需要解决的重要问题。
本文就此探讨如下。
1.煤炭低温干馏工艺现状及问题分析当前，比较常用的工艺为内热式气体热载体低温干馏技术，其基本流程为：借助斗式提升机，把低变质煤提升至炉顶储煤仓，而且不断的向干馏炉加入；当干馏之后，兰炭会落入到水封槽当中，进行冷却熄焦处理，然后便会被外排，最终便会被烘干成半焦；针对荒煤气而言，会携带煤焦油，于干馏室当中，沿料层持续上升，分别经收集罩、上升管于桥管，然后在通过文氏管塔、终冷洗涤塔及静电捕焦器等，提取煤焦油，最后与风机辅助下，分为部分加热烘干半焦、部分回炉燃烧和部分规划送往电厂发电这三部分；对于焦油而言，其进到沉淀池进行脱水，最终便会成为成品焦油。
在整个煤炭低温干馏工艺技术当中，干馏炉为其不可分割的重要设备。
本地区大多煤炭低温干馏生产半焦的厂家，都选用的是比较传统的内热式直立干馏炉，其由三部分构成，其一为冷却段，其二是干馏段，其三为干燥段。
而在具体的工艺特点上，主要为：在干馏炉当中，所采用的是大空腔设计，在干馏段于干燥段之间，并无比较严格的界限；处于炽热状态的半焦进到与之连接的炉底水封槽后，其中的水会将其冷却，并用刮板机、拉盘将干馏产品导出；一些荒煤气与空气混合之后，进到炉内花墙，通过花墙孔外喷并燃烧，从中便会生成供于干馏使用的气体热载体，对煤块实施加热干馏；煤气从炉顶集气伞中被引出，最终进到冷却系统当中。
煤炭低温干馏技术现状及发展趋势
பைடு நூலகம்
煤 炭低 温 干馏 始于 １ 纪 ， ９世 当时 主要用 于制 取 灯油 和蜡 。ｌ ９世纪 末 因 电灯 的发 明 ， 低 温 干馏 趋 煤
于衰 落 。第 二次 世 界 大 战前 夕 及 大 战期 间 ， 粹 德 纳 国基 于战 争 目的 ， 立 了 大 型 低 温 干 馏 厂 ， 褐 煤 建 以 为原料 生产 低温 干 馏 煤焦 油 ， 高压 加 氢 制 取 汽 油 再
全国中 文核心期刊 矿业 类核心 Ｆ Ｃ ＪＣ 规范》 期： Ｉ Ａ— Ｄ Ｊ｛ 执行优秀期刊． Ｊ
ｒ
煤 炭 低 温 干 馏 技 术 现 状 及 发 展 趋 势
米 治 平 ， 宁 波２ 王
（ ．陕西榆林 市煤 化科 技 有 限责任公 司 ， 西 榆林 ７ ９ ０ １ 陕 １０ ０； ２ ．陕 西秦 晋煤 气化科 技 有 限公 司 ， 西 西 安 ７ ０ ７ ） 陕 １０５
摘 要 ： 述 了煤 炭低 温干 馏技 术 的现 状 以及 目前 国 内的 应 用情 况 ， 就 煤炭 低 温干 馏技 概 并 术 的发展 趋 势进行 了阐述 。 关 键词 ： 干馏 ； 热解 ； 焦 煤 煤 半
中图分类号 ：ｑ ２ Ｔ ５３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ６６ ７ （０ ０ ０ －０ ３０ １０ － ２ ２ １ ）２０ ３ －５ ７
其他 多 种分类 方法 ： 照气 氛 可分 为 惰 性 气 氛 热解 按 （ 加催 化 剂 ） 加 氢 热解 和 催 化 加 氢 热 解 ； 加 热 不 ， 按 速 度可 分为 慢 速 热 解 、 速 热 解 、 速 热 解 和 闪 裂 中 快
第二章 煤的低温干馏
22.0 --
7.5 7.0 58.0 5.5
19 2.7 16.4 3.3 11.0 60.0 6.0
20.5
4.3 1.2 3.7 25.9 64.9 --
21.0
4.4 --
1.2 59.2 35.2 --
25.0
2.2 0.5 10.4 66.2 18.2 2.5
14.5
0.9 0.0 7.1 74.7 7.7 9.8
物)20%~25%；
9 中性含氮化合物(主要为五元杂环化合
物)2%~3%；
9 沥青10%
1
2.2 低温干馏的产品
煤气： z 低温干馏煤气密度：0.9 ~ 1.2 kg/m3 z 组成：甲烷和其他烃类（烟煤烃类可达 65 %） z 热值：33.5 ~ 37.7 MJ/m3（烟煤）
2.3 干馏产品的影响因素
150oC
500-850oC 100-150oC
鲁奇三段炉：褐煤型煤300~500t/d；可得型焦 150~250t/d；焦油10~60t/d；煤气180~220m3/t。
外热3-下部蓄热 室；4-煤槽；5-焦炭槽；6-煤气管
4
外热式
z 外加热式立式炉
鲁奇-鲁尔（LR）褐煤干馏工艺
烟气
焦炭作为热 载体 干馏褐煤 1-混合器；2-干馏槽；3-滤尘器；4-燃烧炉；5-提升管；6-集合槽；7-冷 却器；8-干燥器；9-冷冻器；10-抽气机；11-半焦槽；12-旋风器 大连理工大学新法干馏工艺
煤的低温干馏
总结： z 煤在500~600oC、隔绝空气的条件下，受热分解
生成煤气、焦油、焦炭的过程。 z 把煤炭转化为气、液、固态三种产物。在温和的
条件下，把煤分割为富氢和富碳组分。 z 提高了煤的利用价值和经济性。
煤低温干馏技术及经济分析
8.几种低温干馏技术比较 表3
1 2 3 4 5 6 7 8 技术特点 原料煤 干馏介质 煤气产量 干馏温度 焦油产率 煤气热值 建设规模 m³/t ℃ % MJ/m³ 万t/a·台 单位 mm 内热式 块煤 20~50 煤气 空气 800 650 6.5 7.5 单炉 10万 热载体 碎粉煤 ＜8 热焦或热渣 130~150 550~600 10~12 17~20 单台60万
（23）
规模： 2×60 万t/a（进煤量） 原料煤： 120 万t/a 产焦油： 12 万t/a 产煤气： 1.8 亿m³ 总投资： 2.6 亿元 销售收入：5.88 亿元（含焦油加工） 总成本： 4.73 亿元 年利税： 1.15 亿元
（24）
4.原料及动力消耗表
项目 原料煤 煤气 电 原水 单位 t m³ 度 m³ 内热式干馏 1.6 800 30 0.3 热载体干馏 1.5 90 36 0.5
表2
省（区） 位 产量 次 1056.1 1 6.3 山西 3 808.40 2 3.54 内蒙 276.24 3 2.04 陕西 146.76 4 1.93 河南 123.24 5 1.45 山东 2007年中国统计年鉴 117.80 6 1.09 贵州
三、煤低温干馏技术概要
（5）
1.干馏条件： 低变质煤在500~650℃，隔绝 空气或少量空气条件下，受热分解的过 程 2.已工业化的技术： 内热式、外热式、固体热载体、气体热载体、 催化热解等 3.主要产品：半焦（兰炭）、焦油、煤气、 化工产品
（16）
10.国内技术开发单位 • 大连理工大学固体热载体、催化热解； • 浙江大学炉渣热载体（与燃煤锅炉结合）； • 神木三江煤化公司内热式干馏技术； • 神木恒源外热式干馏炉； • 鞍山热能所褐煤干馏提质技术； • 神木富油公司热载体工业化技术。
第二章 煤的低温干馏
第一节、概述概念：煤干馏—煤在隔绝空气的条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程。
（或炼焦、焦化）分类（按加热终温）：低温干馏：500～600℃；中温干馏：700～900℃；高温干馏：900～1100℃低温干馏特点：煤的低温干馏过程仅是一个热加工过程，常压生产，不用加氢，不用氧气，即可制得煤气和焦油，实现了煤的部分气化和液化。
低温干馏与煤的气化和液化相比，过程简单、加工条件温和、投资少、生产成本低，经济竞争能力强。
适用煤：褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低阶煤。
低温干馏产品：半焦、煤气、焦油第二节、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50～70%，煤气产率80～200m3/t（原料干煤）。
1、半焦性质：①孔隙率为30～50%；②反应性和比电阻都比高温焦炭高，原料的煤化程度越低，半焦的反应能力和比电阻越高；③强度较低，低于高温焦炭；④在电炉冶炼和化学反应等过程中使用。
应用：应用范围较广，优质的民用和动力燃料。
原因：无烟，不形成焦油，含硫比原煤低，有利于环境保护，反应性好，热效率比煤高，块度均匀；铁合金生产的优良碳料，褐煤半焦可用作高炉炼铁喷吹料，粉矿烧结。
影响因素：半焦的块度和原料煤的块度、强度和热稳定性、低温干馏炉的结构、加热速度及温度梯度有关。
2、煤焦油性质：低温干馏煤焦油是黑褐色液体，密度一般小于1g/cm3 。
成分特征：①酚类含量高：35%，②有机碱含量比较低1～2%，烷基2～10%，烯烃3～5%，环烷烃10%，芳烃15～25%，中性含氧化合物（酮、酯和杂环化合物）20～25%，沥青10%。
用途：可生产发动机燃料、酚类、烷烃和芳烃，（包括苯、萘的同系物）；生产的酚类可以用于生产塑料、合成纤维、医药等；泥炭和褐煤焦油中含有大量蜡类，可生产表面活性剂和洗涤剂；低温焦油经催化加氢可生产发动机燃料和其他产品。
3、煤气性质：低温干馏煤气密度为0.9～1.21g/cm3,含有较多的甲烷和其他烃类。
2-低温干馏解析
• 2.3 影响干馏因素（不讲） • 2.3.1 原料煤 • 煤化度↑ 焦油产率↓ 半焦↑ 煤气↓ • 褐煤、泥炭含氧高所以含氧化合物多、主要如：酚、酮、 醇、羧酸。 • 烟煤含氧化合物少，烃类↑，萘↓。 • 2.3.2 加热条件（终温） • 500～600℃ • 温度↑，多环芳烃↑ • 焦油移成于550℃，低温干馏适宜温度510～600℃
• 2.3.3 加热速度 • 加热速度↑ 半焦产率↓ 焦油↑ 煤气产率 稍有减少。 • 对于快速干馏研究：北京煤化所、大连理工大学等。 • 2.3.4 压力 • 压力↑ 挥发不易跑出，易发生二次热解，焦油↓ • 半焦↑ 气态产物↑
• 2.4 主要炉型、工艺 • 干馏炉要求：物料加热均匀，干馏过程易控制，可用原 料煤范围大，导出挥发物二次热解作用小。 • 外热式： • ①间接 • ②不均匀 • ③结构复杂 • 内热式干馏炉的优点（与外热式比） • ①热载体直接传热 ↑ • ②加热均匀，消除过热现象。 • ③结构简单，无调节设备。 • 缺点：①装煤必须是大块的，粒度范围窄，不适合粘煤。 • ②热载体稀释干馏产物，容积↑，自理设备增加动力。
• • • • •
2.4.3 立式炉（见书） 连续操作炉子，用于生产城市煤气。 外热式干馏炉，图见2-5，详细资料待查。 1．大连煤气公司引进Koppers立式炉。 2．鞍山焦耐院开发了ILW、ILK、ILH-D型立式炉。
2.4.4 回转炉 • 干燥好的生料经胶带机送入炭化加料斗，由螺旋螺旋导 板均匀加入炭化炉。炉内设有炒板，并呈一定坡度。 • 生产时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作 用以一定速度散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的 高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，生 产的炭化料最后由出料口卸出。 • 温度控制依靠加料速度、炉体转速和高温烟气显热共同 调节； • 炉内无氧气氛则靠炭化炉端面密封保持。 • 回转炉端面密封效果差，炉内过氧严重，造成炭化率低、 炭化料大孔多、强度差的主要原因之一。
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。
煤炭热解_干馏_及煤焦油加工技术经济分析
●煤炭热解（干馏）及煤焦油加工技术经济分析陕西省决策委员会委员陕西省化工学会名誉理事长贺永德一、概述煤的热解也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气条件下进行加热，煤在不同温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
煤通过热解生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦）三种形态的产品。
按煤热解温度可分为低温热解（５００—６５０℃）、中温热解（６５０—８００℃）、高温热解（９００—１０００℃）和超高温热解（＞１２００℃），低阶煤（低变质煤）多采用低温热解能得到高产率的焦油和煤气。
焦油加氢可生产汽油、柴油、渣油等石油代用品和石油焦。
煤气是清洁燃料和制化工合成气的原料气。
半焦是优质无烟燃料，可作为民用燃料及电石、铁合金、炼铁高炉喷吹料，也是优质的气化用原料、吸附材料。
与煤直接燃烧相比，煤热解可生产气、液、固三种不同形态的产品，实际上是对煤中不同成分进行分质利用，是煤洁净高效综合利用的有效方法，既可减少燃煤造成的环境污染，又能提高低阶煤资源综合利用率和产品的附加值，具有显著的经济效益和环保效益。
煤热解技术发展大致分三个阶段。
第一阶段从１８世纪初，英国、德国开始建设煤热解厂，生产照明灯油和民用无烟燃料。
１９世纪初俄国、法国、美国等也先后发展各自的煤热解技术。
这一阶段煤热解厂规模小、技术落后、设备简陋、产品加工和利用率低，是煤热解的初级阶段。
第二阶段从２０世纪初至６０年代，世界工业迅猛发展，石油开采不能满足液体燃料快速增长的要求，带动了煤热解技术的快速发展，特别二战期间，德国用煤制取液体燃料成为其油品的主要来源，先后形成了Ｌｕｒｑｉ－Ｓｐｕｅｌｇａｓ、Ｌｕｒｑｉ－Ｒｕｈｇａｓ，并达到了可观的工业规模。
美国开发了Ｄｉｓｃｏ、前苏联开发了固体热载快速热解等工艺技术。
第三阶段从２０世纪７０年代至今，世界三次石油危机和对清洁能源需求的增长，再度引起对煤热解的重视。
美、日、德、澳等国广泛开展了研究和试验工作，如１９８９年美国能源部批准并资助在怀俄明州吉列镇Ｂｕｃｋｓｋｉｎ煤矿建设一套日处理１０００吨的褐煤干燥干馏工业示范装置，１９９２年６月投产，运行了近５年，从煤中提取的液体产品（ＣＤＬ），作为石油替代燃料，年处理煤３００万吨的商业化工厂正在设计和建设之中。
煤干馏技术应用分析
责任编辑：杨丽荣
重要来源。 单位为克（g）。
工业上应用最广、产品最多的是高温干馏。工业
5 几点建议
上炼焦的原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉
5.1 建议在干馏的应用中要妥善处理好所
中加热，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗 产生的煤气，避免对环境造成污染。
氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑
物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热
实验室多采用格金低温干
分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼 馏试验法，操作的简单步骤为：
焦化学产品）。
将格金干馏炉加热至 300℃ ,
2 煤干馏的产物、产率及分类
并保持此温度。将装有煤样的
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
干馏管插入炉内，使干馏管紧
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤 靠炉口。从 300℃开始。以 5℃
焦油产率：Tar=(ma- mb+md) ×100/m
图 2 为简易的实验装置
低温干馏主要用褐煤和部分年轻烟煤，也 可用泥炭。低温干馏煤焦油比高温焦油含有较 多烷烃，是人造石油重要来源之一。高温干馏主 要用烟煤，因此干馏使煤粉和劣质煤得到了合 理利用，创造了可贵的经济效益。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
态的焦炭，挥发性的产物中有许多重要化学品并获得重要应用。
关 键 词 ：煤干馏；焦油；焦炭；应用
前言
气作用制成半水煤气，制造合
在很长一段时间内，煤只能作为一种燃料 成氨，还可与石灰石高温反应
表 1 低温干馏和高温干馏产品收率
为人们所利用，到 18 世纪末，德国、英国已能在 制取电石，少量焦炭以沥青配
工业上进行煤的干馏以制取煤气，接着又从煤 合制造碳精电极等。
第二章煤的低温干馏
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。
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。 煤碳分类
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。
6
新制定的中国煤炭分类国家标准，首先根据煤的煤化程 度，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。 对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点 分为2个和3个小类。烟煤部分按挥发分大于10～20％、大于 20～28％、大于28～37％和大于37％的4个阶段分为低、中、 中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性，则按粘结指数分： 0～5为不粘结和微粘结煤；大于50～65为中等偏强粘结煤， 大于65则为强粘结煤。
按供热介质不同有气体热载体和固体热载体 两种； 按煤的运动状态分为固定床、移动床、流化 床和气流床等； 加煤和煤料移动方向：立式炉、水平炉、斜 炉和转炉等。
22
型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比， 机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一 定强度和尺寸及形状各异的煤成品。 常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。 成型：型煤包括很多的种类， 型煤可以把煤粉，煤面，煤泥， 分别压成球形或者其他形状。 也可以把煤粉和煤泥混合压成 球形和其他形状。用于锅炉的 燃烧和造气。
热量
半焦
外热式
25
内热式炉
借助热载体把热量传给煤料，气体热载体直接进入干 馏室，穿过粒状干馏料层，把热量传给料层。 优点：
1）热载体向煤料直接传热，热效率高，低温干馏耗热 量低；
2）所有装入料在干馏不同阶段加热均匀，消除了部分 料块过热现象； 3）没有加热的燃烧室或火道，简化了干馏炉结构。
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3.主要产品：半焦（兰炭）、焦油、煤气、 化工产品
（6）
4.适应煤种
• 煤种：褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等 低变质煤、油页岩。
• 煤质特点：
挥发分（Vdaf）： ＞30%
胶质层厚度（y）：＜8.0 mm
焦油含量：
6-12%
一、中国煤炭资源（2007年）
（2）
1.基础储量
3261.26 亿t
2.低变质煤占比例
53.2%
其中西北地区占
28.83%
3.原煤产量
25.26 亿t
4.储采比
129.1 年
5.煤占一次能源消费比例 69.5%
资料来源：中国统计年鉴
二、中国产煤产量（亿t）
（3）
1.中国历年煤炭产量 中国1990~2007煤炭产量 表1
（8）
（2）立式外热式干馏炉 单炉产能：7.5 万t/a、 10 万t/a 入炉原煤：20~50 mm块煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：7~8%（以煤计） 煤气产量：300~320 m³/t焦 煤气热值：16~18 MJ/m³
（9）
（3）固体热载体移动床干流技术 单套产能：50~60 万t/a 入炉原煤：＜6 mm碎粉煤 干馏温度：500~600 ℃ 焦油产率：10~12%（以煤计） 煤气产量：130~150 m³/t煤 煤气热值：17~18 MJ/m³
煤低温干馏技术及经济分析
陕西省决策咨询委员会 委
员
陕 西 省 化 工 学 会 名誉理事长
贺永德
2009年10月·西安
目录
（1）
一、中国煤炭资源（2007） 二、中国煤炭产量 三、煤炭低温干馏技术概要 四、煤炭低温干馏典型工艺过程简图 五、煤干馏工程实例 六、煤干馏能耗与经济分析 七、煤干馏市场分析 八、结论
8.几种低温干馏技术比较 表3
1 技术特点
单位 内热式
2 原料煤 3 干馏介质 4 煤气产量
mm
块煤
20~50
煤气 空气
m³/t
800
5 干馏温度
℃
650
6 焦油产率
%
6.5
7 煤气热值 MJ/m³
7.5
8 建设规模
万t/a·台
单炉 10万
热载体 碎粉煤
＜8 热焦或热渣
130~150 550~600
2 内蒙 808.40 内蒙 2 3.54
3 陕西 276.24 陕西 3 2.04
4 贵州 146.76 河南 4 1.93
5
新疆 123.24 山200东7年中国统5计年鉴1.45
6 河南 117.80 贵州 6 1.09
三、煤低温干馏技术概要
（5）
1.干馏条件： 低变质煤在500~650℃，隔绝 空气或少量空气条件下，受热分解的过 程
（12）
（6）气体热载体褐煤干馏 单套产能：1000 t/d 入炉原煤：＜25 mm碎粉煤 干馏温度：500~520 ℃ 焦油产率：0.467 桶/t煤（78.2 kg/t煤） 煤气产量：自用平衡 煤气热值：3.5~3.6 MJ/m³
（美国Encoal技术用于煤干燥及干馏）
（13）
7.其他低温干馏技术 • 德国L-R（Lurgi-Kuhrgas）技术 • 德国L-S（Lurgi spuelgas）技术 • 前苏联ETCH-175(固体热载体)技术 • 日本煤快速热解技术 • 鞍山热能研究院褐煤干馏改质技术 • 北京柯林斯达能源公司褐煤干燥提质技术
10~12 17~20 单台60万
（14）
催化热解 碎粉煤
＜6 煤气粉焦
150~180 550~650
20~25 18~19 单台60万
9.煤干馏技术发展方向
（15）
• 装置大型化（120~150万t/a）;
• 干馏与锅炉燃煤结合（供热发电）；
• 干馏与煤提质结合（褐煤）；
• 原料块煤向碎粉煤发展；
四、煤低温干馏典型工艺过程简图
（17）
1.立式内热式干馏工艺过程简图（图1） 块煤
煤气外送
空气或富氧
半焦
焦油Biblioteka 焦油 外运2.热载体煤干馏工艺过程简图（图2）
（18）
3.锅炉热渣煤干馏工艺过程简图（图3）
（19）
4.褐煤干馏工艺过程简图（图4）
（20）
褐煤
烟气
燃烧炉
空气
烟气
空气
水
干燥器
干馏器
激冷器
煤气冷却
焦油 （）
纯化器
半焦 （）
五、煤干馏工程实例
（21）
1.原料煤工业分析（神府15个煤矿平均值）
水分： 7.59%
（最高10.61%）
灰分： 4.79%
（最高12.35%）
挥发分： 31.66%
（最高34.69%）
固定碳： 55.96%
（最高61.64%）
热值： 29.98MJ/Kg （最高31.69 ）
年份
产量（亿t） 占能源生产总量比例
1990
10.80
74.2%
2000
12.99
72.0%
2005
22.05
76.5%
2006
23.76
76.7%
2007
25.26
76.6%
中国统计年鉴
2.中国储产煤大省（区）
（4）
表2
位次 省（区） 储量 省（区） 位 产量 次
1 山西 1056.1 山西 1 6.3 3
焦油产率：9.16%
（最高13.66%）
• 加催化剂热解，提高焦油产率；
• 提高煤气、焦油加工利用率；
• 总体提高煤干馏能源转换效率；
• 提高油品质量。
（16）
10.国内技术开发单位 • 大连理工大学固体热载体、催化热解； • 浙江大学炉渣热载体（与燃煤锅炉结合）； • 神木三江煤化公司内热式干馏技术； • 神木恒源外热式干馏炉； • 鞍山热能所褐煤干馏提质技术； • 神木富油公司热载体工业化技术。
（10）
（4）热载体硫化床干馏装置 单套产能：10~12 万t/a 入炉原煤：＜8 mm碎粉煤 干馏温度：650~750 ℃ 焦油产率：~12%（以煤计） 煤气产量：160~180 m³/t煤 煤气热值：18~19 MJ/m³
（11）
（5）热载体催化热解干馏（实验炉） 单套产能：750 kg 入炉原煤：＜6 mm碎粉煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：~20%（以煤计） 煤气产量：150~180 m³/t煤 煤气热值：19~21 MJ/m³
• 块煤或碎粉煤
（7）
5.煤低温干馏主要技术简介 （1）立式内热式干馏炉
单炉能力：5 万t/a、 7.5 万t/a、 10 万
t/a 入炉原煤：15~50 mm块煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：6~7%（以煤计） 煤气产量：800~1000 m³/t焦 煤气热值：7.54~8.36 MJ/m³