煤干馏产品的影响因素
煤热解反应过程及影响因素
煤热解反应过程及影响因素煤是一种具有广泛用途的化石燃料，其在发电、热水供应、重工业等领域得到了广泛应用。
煤的热解反应是指在高温条件下，煤中的高分子化合物转变为低分子化合物的过程。
本文将重点介绍煤的热解反应过程及影响因素。
煤的热解反应可以分成三个阶段：干馏、半焦化和炭化。
在这些过程中，煤的结构和化学成分都发生了变化。
下面将详细介绍这三个阶段。
1. 干馏阶段干馏阶段是指在煤内部发生的高分子热解过程，其最初温度一般在200℃左右。
当煤中的所含水分（以及其它挥发物）被蒸发后，煤中的高分子化合物（如素有机物、亚油有机物、氮有机物等）开始逐步降解，生成轻油、气态化合物和残炭。
这是煤热解过程的初级阶段。
2. 半焦化阶段半焦化阶段是指煤的主要失重阶段，此时温度已经升至400～600℃。
在这个过程中，生成的气体和液体被进一步分解，颗粒物质则逐渐黏结在一起，形成半焦或焦质，同时伴随着大量的挥发份释放。
这个过程是热解的重要阶段，因为它将煤的固体残留物转化为所需的燃料或原料。
炭化阶段是煤的最后一个重要阶段，也是煤热解的最终阶段。
温度在600℃以上时，半焦质中的碳原子开始重排，形成石墨晶体，最终残留下来的是炭质。
在这个阶段，挥发份的释放率已经非常低，而炭气形成的速度将越来越快，因此炭化过程是一个相对稳定的过程。
影响煤热解反应的因素主要包括煤的种类、温度、煤质及反应条件等。
以下是详细介绍：1. 煤的种类煤的种类对热解反应的影响非常大。
不同种类的煤在其成分、结构和性能等方面都有所不同，因此在热解反应中其化学反应途径和生成物也会不同。
比如说，气态产物中的CO 和CO2的比例会随着煤种的不同而有所变化，高灰烬煤的半焦化反应比低灰烬煤反应容易，但其炭化率却相对较高。
2. 温度温度是煤热解反应的重要因素之一。
煤的热解反应温度一般在200℃至800℃之间，具体温度取决于煤种和反应条件。
随着温度的升高，热解反应的速率和生成产物的热值将会增加。
干馏和分馏知识点总结
干馏和分馏知识点总结一、干馏1.1 基本原理干馏是一种利用热分解或裂解的方法来提取有用组分的技术。
它主要是通过加热原料产生气体、液体和固体的过程来实现物质分离。
在高温条件下，原料中的有机物质通过热分解产生气体和液体产品，而固体产物可以被留存下来，从而实现分离。
1.2 应用干馏广泛应用于煤、木材和石油等天然资源的加工中。
比如，干馏可以用于从煤炭中提取煤焦油、焦炭和气体；从木材中提取木醋液、木醇和木炭；从石油中提取沥青、沥青和沥青等化学品。
1.3 知识点在干馏的过程中，原料的温度、加热速率、保持时间及产生气体或液体的收集方式等因素都会对产品的产率和质量产生影响。
此外，干馏还会产生一些副产物，如焦炭、焦油和灰分等，这些副产物也需要进行合理的处理和利用。
二、分馏2.1 基本原理分馏是利用物质在不同温度下的沸点差异来实现分离的方法。
在分馏过程中，混合物首先被加热至其中一个组分的沸点，使其蒸发；然后将蒸汽冷凝成液体，从而得到纯净的组分。
2.2 应用分馏广泛应用于石油和化工工业中。
在石油气体分离中，可以用分馏法将天然气中的甲烷、乙烷、丙烷等不同成分分离出来；在炼油厂中，可以用分馏法将原油分离成汽油、柴油、煤油和重油等不同产品。
2.3 知识点在分馏中，设备及操作条件对分馏效果有很大影响。
所以，分馏设备一般包括蒸馏塔、加热炉、冷凝器等。
操作条件包括温度、压力、冷却速率等。
此外，分馏还需要考虑产物的纯度和产率，以及如何处理分馏后的废渣和废水。
总结干馏和分馏的知识点，我们可以看到，干馏和分馏都是基于温度差异来实现物质分离的方法。
干馏是通过加热原料产生气体、液体和固体的过程来实现物质分离；而分馏则是利用物质在不同温度下沸点差异来实现分离。
在实际应用中，我们需要考虑不同的原料和产品的特性，采取合适的方法和操作条件，以实现高效、高品质的物质分离。
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。
煤化工试题——精选推荐
煤化⼯试题、问答题每空2分A．煤直接液化是通过裂解、加氢、脱杂等过程将煤变成类似于⽯油组成的液体燃料。
A煤热解⼲馏时按加热温度的不同可分为⾼温⼲馏、中温⼲馏、低温⼲馏三种形式B⼲馏炉按供热⽅式的不同可分为内热式、外热式、内处热联合式三种形式A．煤的液化过程中⽣成的液态物质根据分⼦量或在不同溶剂中溶解度的可以分为三类：分⼦量250~400的为轻油、分⼦量500~700的是沥青烯，分⼦量1000左右的是前沥青烯。
B．根据加氢液化反应的条件不同，煤直接液化⼯艺按反应器的多少以及段间是否有分离单元，⼀般可以分为⼀段加氢法和两段加氢法两⼤类。
⼆、名词解释：每个5分A 煤化⼯FT合成胶质体直接液化B 粘结性成煤过程煤⼲馏间接液化三问答题：每个10分1AB．以煤为原料制液体燃料油有哪⼏种⼯艺路线，从投资、环保、效益等⽅⾯说明各⾃优缺点⽬前利⽤煤炭为原料制备液体燃料的⼯艺⽅法主要有以下四种：煤⼲馏焦油加氢裂化：⼀般在常压及600℃以上进⾏，加压加氢可提⾼焦油产率。
溶剂萃取：⾼温⾼压下，利⽤溶剂取代作⽤破坏煤分⼦氢键、范⽒⼒，部分转化成液体直接液化：该⼯艺的特点是在⾼温、⾼压及催化剂的作⽤下，将煤的⼤分⼦化学结构破坏并阅读会员限时特惠通过溶剂加氢和去除杂质转化成液态燃料的过程。
间接液化：⽓化→合成⽓→FT合成、MTG转化→液态燃料直接液化，制1吨油需3-4吨煤，⽔耗8吨以上，碳排6吨以上，投资1亿/万5A 固定床加压⽓化对⽓化过程有哪些影响?加压⽓化是强化煤⽓化的⼀种⽅法，但它对煤⽓组成、煤的部分⽓化性也会带来影响。
(1)⼀般来讲，在加压的情况下，⽓体密度增⼤，化学反应速度加快，有利于单炉⽣产能⼒的提⾼；从⽓化反应平衡来讲，加压有利于甲烷的形成，不利于⼆氧化碳的还原和⽔蒸⽓的分解，从⽽导致⽔耗量增⼤，煤⽓中⼆氧化碳浓度有所增加。
(2)从化学平衡⽅⾯讲,在煤炭⽓化的⼀次反应中，所有反应均为增⼤体积的反应，故增加压⼒，不利于反应进⾏。
煤的干馏知识讲解
煤的干馏一、煤的热分解煤在隔绝空气条件下加热至较高温度而发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程，称为煤的热解，或称热分解和干馏。
迄今为止煤加工的主要工艺仍是热加工，煤炼焦工业就是典型的例子，煤的气化和液化过程也都和煤的热解过程分不开。
研究煤的热解对热加工技术有直接的指导作用，如对炼焦而言可指导选择原煤，寻求扩大炼焦用煤的途径，确定合适的工艺条件和提高产品质量。
另外还可指导开发新的热加工技术，如高温快速热解，加氢热解和等离子体热解等。
1．煤受热发生的变化煤在隔绝空气下加热时，煤中有机质随温度的提高而发生一系列变化，形成气态（煤气），液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物。
典型烟煤受热发生的变化过程见图6-1-01。
可见煤热解过程大致可分为三个阶段：⑴第一阶段（室温～300℃）在这阶段，煤的外形无变化，褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，近300℃时开始热解反应，烟煤和无烟煤在这一阶段一般没有什么变化。
脱水发生在120℃前，而脱气（CH4，C O2和N2）大致在200℃前后完成。
⑵第二阶段（300～600℃）这一阶段以解聚和分解反应为主，煤粘结成半焦，并发生一系列变化。
煤从3 00℃左右开始软化，并有煤气和焦油析出，在450℃前后焦油量最大，在450～600℃气体析出量最多。
煤气成分除热解水、CO和CO2外，主要是气态烃，故热值较高。
烟煤（特别是中等变质程度的烟煤），在这一阶段经历了软化、熔融、流动和膨胀直到再固化等一系列特殊现象，产生了气、液、固三相共存的胶质体。
液相中有液晶或中间相（mesophase）存在。
胶质体的数量和质量决定了煤的粘结性和成焦性的好坏。
固体产物半焦与原煤相比有一部分物理指标如芳香层片的平均尺寸和氦密度等变化不大，说明半焦生成过程中的缩聚反应还不很明显。
⑶第三阶段（600～1000℃）这是半焦变成焦炭的阶段，以缩聚反应为主。
析出的焦油极少，挥发分主要是煤气，700℃后煤气成分主要是氢气。
《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。
煤的干馏定义及产物
煤的干馏定义及产物
煤的干馏是指在缺乏氧气的条件下，通过升温加热煤炭，使其发生热解分解反应，产生不同的气体、液体和固体产物。
煤的干馏产物主要包括以下几种：
1. 煤气：煤气是煤的主要干馏产物之一，主要成分是一氧化碳、二氧化碳、甲烷等。
煤气可以用作燃料或用于化学工业中的合成气体、氢气等的生产。
2. 焦炭：干馏煤产生的焦炭是一种固体产物，是煤中非挥发性物质的残留物。
焦炭具有高热值和高固定碳含量，常用于冶金工业中作为还原剂和燃料。
3. 焦油：干馏煤产生的焦油是一种黏稠的液体产物，是煤中挥发性物质的主要组成部分。
焦油可以用于制造沥青、染料、涂料等化学产品。
4. 煤灰：干馏煤产生的煤灰是一种固体产物，主要由煤中的无机物质组成。
煤灰常用于建筑材料、水泥生产等领域。
此外，干馏煤还会产生一些其他的副产品，如氨水、苯酚、硫酸、氰化物等，这些产物可以在化学工业中得到利用。
煤的干馏产物的种类和含量会受到煤的种类、干馏温度和时间等因素的影响。
不同种类的煤和不同的干馏条件会产生不同的产物组成和性质。
煤热解反应过程及影响因素
煤热解反应过程及影响因素煤热解是指在高温下，煤发生气化和裂解反应，产生煤气、液体和固体残渣等化学物质的过程。
热解反应中产生的化学物质，除了对煤本身具有重要的意义之外，还是一类重要的原料，可以用来制备燃料、化工原料和高值化学品等。
1. 热解反应过程煤热解反应中分为五个阶段：加热期、干馏期、煤焦油蒸馏期、煤焦油反应期和残渣炭化期。
第一阶段：加热期加热期是煤在300°C以下的温度区域中快速升温的阶段，此时，煤中空气和水被去除，挥发物含量增大，质量减轻。
第二阶段：干馏期干馏期是煤在300°C~500°C温度区域内发生蒸馏的阶段，此时，煤转化为蒸馏气和干馏残炭两部分，其中，蒸馏气主要是低级烃和气体，有些能够进一步转化为液体，干馏残炭是具有活性的炭。
第三阶段：煤焦油蒸馏期煤焦油蒸馏期是煤在500°C~700°C温度区域内发生煤焦油的蒸馏阶段，此阶段煤焦油的生成速度比干馏残炭的生成速度更快。
第四阶段：煤焦油反应期煤焦油反应期是指煤在700°C~900°C的温度区域内发生的化学反应阶段，此时煤中的芳香族化合物开始分解，生成大量各种碳氢化合物，包括乙烯、苯、甲苯、萘等烃类化合物。
第五阶段：残渣炭化期残渣炭化期是指煤在900°C以上的高温下，固体残渣中的有机物开始炭化，生成焦炭、热裂产物等，炭质组分基本稳定，反应也基本结束。
2. 影响因素煤热解反应受多种因素的影响，主要包括煤种、煤粒度、反应温度、反应气氛、反应时间和反应压力等。
（1）煤种由于不同煤种中化学组分差异很大，因此煤种对煤热解反应影响很大。
比如，烟煤中水分、灰分、硫分较高，而焦煤中挥发分较低，这些因素都会影响煤热解反应的过程和产物分布。
（2）煤粒度煤颗粒大小会影响先进的热传递和质量传递过程，进而影响煤热解反应。
当煤炭颗粒越小时，热传递和质量传递速率就越快，因此煤粉中具有明显的爆炸性。
煤的格金干馏试验影响因素探讨
陕
西
煤
炭
内径 为 ２ ４ ｍ ｍ 的干馏 管 ， 会 得 到极大 的改 善 。
样 品 装入 干 馏 管 ： 将 称 量 好 的样 品通 过漏 斗 小
干馏 炉水槽 冷凝 水温度 ： 试验 过程 中 ， 挥 发分 中 的焦 油蒸 汽 和 水 蒸 气 必 须在 １ ５ ℃ 以 下 才 能 全 部 冷 凝下 来 ， 所 以控制 好 冷凝 水 的温 度 是 保证 试 验 结 果
约为 ２ １ ｍｍ， 壁厚为 １ ． ５ ｍ ｍ。根 据 试 验经 验 ， 采 用 上 述规 格 的干馏 管 ， 很 难将 ２ ０ ｇ 煤 样装 入 管 中并 摊 平、 敲实、 控制在 １ ５ ０ ｍｍ 的恒 温 区 内 ， 对 试 验 结 果 造 成极 大 的不 准确 性 。通 过 比对试 验 发 现 ， 若 采 用
温度 下保 持一 定 的时 间 。加 热 过程 中 ， 试样 分 解 产
２ 试验影响 因素分析及注意事项
２ ． １ 影 响 因素 及措 施
样 品 的称 量 ： 称 量样 品前需 要 将样 品充 分搅 拌 均匀 ， 然 后 从 样 品 的 不 同部 位 取 出 ２ ０ ｇ煤 样 ， 称 准
１ ． ２ 试 验所 用仪器 设备 和化 学试 剂
煤 的低温 干馏 是 以制取 低 温焦 油为 主要 目的的
一
项 煤炭 加工 利用 方法 。从 低温 焦 油 中可提取 许 多
仪器设备 ： ①格金低温干馏仪。温度 自动层序
控制 ； ② 干馏 管 。石 英 玻 璃 制 ； ③ 电 炉 。温 度 可调 ；
第 ５期
邹 芳
煤 的格金干馏试验影 响因素探讨
５ ９
煤 的格 金 干 馏 试 验 影 响 因素 探讨
煤焦油加氢技术 3 煤的低温干馏
3.3 干馏产品的影响因素
3.3.3 加热速度
用气煤为原料，在不同加热速度下进行低温干馏，生成的煤气性质和组成见表 3-11。
3.3 干馏产品的影响因素
3.3.4 压力
压力对煤的低温干馏有影响。一般是压力增大，焦油产率降低，半焦和气态产物增加， 见表3-12。
3.1 概述
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，称为煤干 馏（或称炼焦、焦化）。而煤热分解是指煤在各种条件下受热分解的统称。煤干馏按加 热终温的不同，可大致分为三种：500~600 ℃为低温干馏；600~900 ℃为中温干馏； 900~1 100 ℃为高温干馏。
煤低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡烛。19世纪末，因电灯的发 明，煤低温干馏趋于衰落。第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国基于战争目的， 建立了大型低温干馏厂，用褐煤为原料生产低温干馏煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴 油。战后，由于大量廉价石油的开采，使低温干馏工业再次陷于停滞状态。
煤焦油加氢技术
目 录
1 绪论 2 煤的基础知识 3 煤的低温干馏 4 焦油制燃料油的概述 5 煤焦油的预处理 6 焦油加氢的基本原理 7 焦油加氢的工艺过程 8 焦油催化裂化 9 焦油加氢附属工艺及废水处理
3 煤的低温干馏
3.1 概述 3.2 低温干馏产品 3.3 干馏产品的影响因素 3.4 低温干馏主要炉型 3.5 立式炉生产城市煤气 3.6 固体热载体干馏工艺 3.7 煤热解提质装置 3.8 半焦的用途
上述半焦干馏中温较高，是采用气流内热式炉 生产的。其他形式的内热炉由于过程温度低， 难以达到铁合金用焦的要求。中国用于生产城 市煤气的外热式炉，以煤气为原料生产铁合金 焦，其性能比小块冶金焦好。原联邦德国用转 动圆盘炉以莱菌褐煤为原料，在炉内燃烧干馏 挥发物为干馏过程供热，获得了优质褐煤焦。 此褐煤焦反应性好、比电阻大，适合做铁合金 和其他化学反应的还原剂。
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。
煤热解反应过程及影响因素
煤热解反应过程及影响因素煤热解是指将煤在高温和缺氧的条件下进行加热分解的过程。
在煤热解过程中，随着温度的升高，煤的结构会发生改变，从而产生各种气体、液体和固体产物。
本文将介绍煤热解的反应过程以及影响因素。
煤热解的反应过程可以分为三个阶段：干馏、气化和炭化。
在干馏阶段，煤中的挥发分开始脱除，产生气体和液体产物。
在气化阶段，煤中的碳氢化合物继续分解，产生大量的气体，包括一氧化碳、二氧化碳和氢气等。
在炭化阶段，煤中的残留物开始裂解，产生固体炭和焦炭。
1.温度：温度是影响煤热解过程的主要因素之一。
较高的温度可以加快煤的结构改变和分解反应的进行。
在不同的温度下，煤的反应产物和产率也会有所不同。
2.煤种：不同种类的煤在热解过程中具有不同的特性和反应行为。
无烟煤和褐煤在热解过程中会产生较少的焦炭和较多的气体产物。
煤种的选择对于煤热解过程的结果至关重要。
3.压力：压力可以影响煤热解过程中气体产物的生成和分布。
较高的压力可以促进气体生成的速率和产量。
4.反应时间：反应时间是指煤在热解过程中所停留的时间。
较长的反应时间可以增加煤的分解程度，产生更多的气体和液体产物。
反应时间对于煤热解的产物分布和产率具有重要影响。
5.催化剂：催化剂的添加可以改变煤热解的反应路径和产物分布。
一些催化剂可以促进煤的分解和气体产物的生成。
煤热解是一种复杂的反应过程，受到多种因素的影响。
通过对这些因素的控制和调节，可以实现对煤热解反应的控制和优化，提高对煤热解产物的利用效率。
煤的低温干馏
煤炭低温干馏的发展
煤炭低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡 。19世纪末因电灯的发明，煤低温干馏趋于衰落。第二次 世界大战前夕及大战期问，纳粹德国基于战争目的，建立 了大型低温干馏厂，以褐煤为原料生产低温干馏煤焦油， 再高压加氢制取汽油和柴油。战后，由于大量廉价石油的 开采，低温干馏工业再次陷于停滞状态。
半焦用途
低温干馏半焦应用广泛，其中一部分用作优质的民用和 动力用燃料，因为半焦燃烧时无烟，加热时不形成焦油， 而大多数煤受热时有焦油 生成，表现在一般燃料时冒黄 烟。此外，半焦反应性好，燃烧的热效率高于煤。民用半 焦应当有一定块度，并且应当均匀。气化用半焦用于移动 床气化炉时，也要求有一定的块度。 半焦是铁合金生产的优良炭料，要求半焦的比电阻尽可 能高，以保证铁合电炉池中总电阻达到最大，节省电能。 装入电炉的半焦块度可为3~6nm，比电阻为 0.35~20Ω /m。 半焦可用作冶金型焦的中间产品。褐煤半焦也可用作高 炉炼铁的喷吹料，以减少冶金焦用量。褐煤半焦用于粉矿 烧结，也是适宜的。
外热式和内热式比较
外热式 原料黏结性 干馏气态产物 焦油产率 半焦品质 热效率 设备结构 宽 不被稀释 小 不均匀 低 复杂 内热式 弱 被稀释 较大 较均匀 高 简单
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
干馏产品的影响因素
低温干馏产品的产率和性质与原材料性质、加热条件、 加热终温以及压力有关。 1.产率： 焦油：一般煤阶降低，焦油产率减少。 1.褐煤焦油产率：4.5~23％ 2.烟煤焦油产率：0.5~20％ 3.腐泥煤焦油产率：可达40％ 煤气：一般煤阶降低，煤气产率减少。 1.泥炭煤煤气产率：16~32％ 2.褐煤煤气产率：6~22％ 3.烟煤煤气产率：6~17％ 半焦：一般煤阶升高，半价产率增加。
第二章 煤的低温干馏
第1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。
煤热解反应过程及影响因素
煤热解反应过程及影响因素煤热解反应是煤在高温下分解产生气体、液体和固体等产物的化学过程。
煤热解过程受多种因素的影响，包括煤的性质、反应温度和反应时间等。
下面将详细介绍煤热解反应过程及其影响因素。
1. 煤热解反应过程煤热解反应可分为两个阶段：干馏和气化。
干馏是指煤在没有外源热量的条件下分解产生焦炭、气体和一小部分液体。
气化是指煤在外源热量作用下与气体反应，生成可燃气体。
煤热解过程可以通过实验室试验或工业设备进行。
2. 影响因素（1）煤的性质：煤的性质对热解反应有较大影响。
煤的挥发分含量越高，反应时产生的气体和液体产物越多。
煤的结构也会影响热解过程，具有较高芳香环含量的煤更容易进行干馏反应。
（2）反应温度：反应温度是影响煤热解反应的重要因素。
在较低的反应温度下，只有干馏反应发生，并产生一小部分液体产物。
随着温度的升高，气化反应逐渐增加，气体产物的生成增加。
（3）反应时间：反应时间指热解过程中煤与高温条件接触的时间。
一般来说，反应时间越长，煤受热程度越高，产物的生成率也越高。
但是过长的反应时间会导致气体产物的热解成焦炭和结构复杂的大分子物质，使得气体产物的质量下降。
（4）反应气氛：反应气氛对煤热解反应有重要影响。
一般而言，煤在惰性气氛中的热解活性较弱，而在氧气存在的条件下，煤更容易进行气化反应，产生有用的气体。
（5）催化剂：添加适量催化剂可以促进煤热解反应，提高气体和液体产物的生成率。
常用的催化剂包括金属催化剂和酸性催化剂等。
（6）煤的粒度：煤的粒度对热解反应也有一定的影响。
较细的煤颗粒更容易受热，热解反应更为彻底。
粗颗粒煤热解反应的速率较慢。
煤热解反应受到煤的性质、反应温度、反应时间、反应气氛、催化剂和煤的粒度等因素的影响。
通过调控这些因素，可以优化煤热解反应过程，提高气体产物的质量和产率，为煤的高效利用提供技术支持。
影响煤干馏过程中酚类化合物产生的因素
种馏 分 中 ， 大约 占焦油 总量 的 １． ％ ３ ７ Ｅ。它们 是煤化 工 的一 种高价值产 品 ， 用范围广 ， 应 在化 工原 料 、 合成
纤维 、 聚醋 塑料 、 成橡 胶 、 合 医药 、 药 、 药 、 氧 农 炸 抗 剂 、 料、 香 染料 、 涂料 和 炼油 等工 业 中有 着 重要 的用
把约 ３４原煤的热值集 中于半焦 ， ／ 而半焦质量 还不到 原煤 的 １２１ 所 以低温 干馏 既可 以减少煤 炭在 运输 ／ ［， ３ 中的费用 ， 还可 以收集干馏液体产 物焦油 中的高附加
１ 煤 干 馏 过 程及 其 产 品
煤干馏是 指煤在隔绝空 气条件下 加热 、分解 ， 生
硅铁和碳化硅 等 ；干馏炉煤气 中可燃气体 组分 Ｈ． ２Ｃ 和 ｃ ４ 量高 ， 于发 电和冶金等 ； Ｈ含 用 煤焦 油 中富含苯 、
甲苯 、 甲苯 等芳 烃 ， 二 以及苯 酚等含氧化合物 ， 用于合
成塑料 、 染料 、 药和 医药等 ， 中有大量 的酚类化合 农 其 物是在煤低温 干馏 中产生 的。 页表 １ 下 给出 了干馏过 程 中焦油 的产 率 ［。从下 页表 １ 知 ， 可 酚类化合 物体 积分数 从 高温 干馏 时 的 １ ５ ～ ． ％ 加到 低温 干馏 ．％ ２ ０ 增
主要 因素是 煤的组成 和性质及 干馏 的温度 。 的组 成 煤 和性质主要是 由煤 的变质程度决定 ， 特别是 与挥发分
煤 以及不 同操作条件 （ 如温度 、 留时间 、 停 压力 和气氛
基金项 目 ： 太原市 ２ １ 年大学生创新创业专题（ｏ １０ １６ ００ Ｎ ．０ １５ ） １ １
成焦炭 （ 或半焦 ）煤 焦油 、 、 煤气 等产物 的过程 。 按加 热
煤化工工艺学考试重点
1.煤化工的范畴：煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品等。
2.煤干馏定义：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）。
煤干馏分类：按加热终温的不同，可分为三种:500～600℃为低温干馏、700～900℃为中干馏、900～1100℃为高温干馏。
3.低温干馏煤焦油成分：黑褐色液体，密度小于1g/cm3,含酚类、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。
4.干馏产品影响因素：原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力。
5.低温干馏主要炉型：立式炉、水平炉、斜炉和转炉。
6.新发干馏：固体热载体法，采用此法进行煤干馏，加热速度快，载体与干馏气态产物分离容易，单元设备生产能力大，焦油产率高，煤气热值高，适合煤粉干馏。
7.煤的成焦过程包括哪些阶段：煤的干燥预热阶段、胶质体形成阶段、半焦形成阶段和焦炭形成阶段。
8.配煤的目的和意义：从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始感到不足。
而且还存在着煤炼的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。
为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。
意义：配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。
配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。
9.炼焦用煤：主要由焦煤JM、肥煤FM、气煤QM、和瘦煤SM以及过渡性牌号煤类构成。
10.焦炭用途：炼铁11.炼焦新技术：增大焦炉容积。
12.粗煤气：炼焦过程析出的挥发性产物，简称粗煤气。
13.炼焦的焦油和氨水分离的理由：①氨水循环回到集气管进行喷洒冷却，它应不含有焦油和固体颗粒物，否则堵塞喷嘴使喷洒困难。
②焦油需要精制加工，其中如果含有少量水将增大耗热量和冷却水用量。
此外，有水汽存在于设备中，会增大设备容积，阻力增大。
煤高温干馏化学产品介绍
0概述煤加工化学产品的生产工艺，是以煤为原料，经化学加工转换为气休、液休和固休产物，并将气休和液体产物进一步加工成一系列化学产品的过程。
根据煤加工方法的不同，所得化学产品的种类也不同。
目前煤加工方法主要有高温干馏、气化和液化。
煤高温干馏得到的主要产产品如下所示：这些产品已在化工、医药、染料、农药和炭素等行业得到广泛应用。
特别是吡啶喹啉类化合物和很多稠环化合物的生产，是石油化工无法替代的。
煤经气化得到的粗煤气，在经过净化和加工后，得到的化学产品主要有氨、甲醇、液体燃料、醋酸以及醋酸甲酯。
煤直接液化得到的化学产品主要是液体燃料和化工产品。
可见，以石油为原料生产的一次产物均可以用普通技术由煤来制取。
以煤为原料制取的合成气作为化工原料制备含氧化合物的C1化学路线很有竞争力。
煤转化利用技术，将煤转化为沽净的二次能源和化工原料，即充分利用了资源，又为保护环境提供了根本性措施。
所以煤干馏、气化和液化技术的应用和开展，在国民经济中具有重要的现实意义和战略意义。
1 煤高温干馏化学产品1.1 化学产品的生成煤料在焦炉炭化室内进行干馏时，在高温作用下，煤质发生了一系列的物理化学变化。
装入煤在200℃以下蒸出外表水分，同时析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等气体；随温度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物开始分解，生成二氧化碳、水和酚类(主要是高级酚)；至约500℃时，煤的大分子芳香族稠环化合物侧链断裂和分解，生成脂肪烃，同时释放出氢。
在600℃前从胶质层析出的和局部从半焦中析出的蒸气和气体称为初次分解产物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初焦油，而氢含量很低。
初焦油主要具有大致如下的族组成(%)：链烷烃(脂肪烃) 烯烃芳烃酸性物质盐基类树脂状物质初焦油中芳烃主要有甲苯、二甲苯、甲基萘、甲基联苯、菲、蕙及其甲基同系物；酸性化合物多为甲酚和二甲酚，还有少量的三甲酚和甲基吲哚；链烷烃和烯烃皆为C5至C32的化合物；盐基类主要是二甲基吡啶、甲苯胺、甲基喹啉等。
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煤干馏产品的影响因素
低温干馏产品的产率和性质与原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力有关。
干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区地停留时间对产品的产率和性质也有重要影响。
煤加热温度场地均匀性以及气态产物二次热解深度对其也有影响。
一、原料煤
由气煤到瘦煤，随着变质程度增高焦油产率下降。
但肥煤例外，当加热到600度时，它生成的焦油量等于或高于气煤的。
腐泥煤低温干馏焦油产率一般较高。
原料煤对低温干馏焦油的组成影响显著，因原料煤的性质不同，所产的低温焦油组成有较大差异；
二、加热终温
煤干馏终温是产品产率和组成的重要影响因素，也是区别干馏类型的标志。
随着温度升高，使得具有较高活化能的热解反应有可能进行，与此同时生成了多环芳烃产物，具有较高的热稳定性。
不同煤类开始热解的温度不同，煤化度低的煤的开始热解温度也低。
三、煤的块度
煤的块度对热解产物有很大影响，一般煤块的块度增加，焦油产率降低。
因为煤的导热系数小，煤块内外温差大，外高于内，块内热解形成的挥发物由内向外导出时经过较高温度的表面层，在此一次焦油发生二次热解，组成发生变化，生成气态和固态产物。
此外，挥发物由煤块内部向外部析出时受到阻力作用，在高于生成温度的区间停留也加深了二次热解的程度；
四、煤低温干馏的加热速度和供热条件
提高煤的加热速度能降低半焦产率，增加焦油产率，煤气产率稍有减少。
加热速度慢时，煤质在低温区间受热时间长，热解反应的选择性较强，初期热解使煤分子中较弱的键断开，发生了平行的和顺序的热缩聚反应，形成了热稳定性好的结构，自高温阶段分解少，而在快速加热时，相应的结构分解，所以慢速加热时固体残渣产率高；
五、压力。
压力对煤的低温干馏有影响，一般，压力增大，焦油产率减少，半焦和气态产物产率增加。
压力增加不仅半焦产率增多，而且其强度也提高，原因是
挥发物析出困难使液相产物之间作用加强，发展了热缩聚反应。