低阶煤热解
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势一、低阶煤热解提质技术的研究现状低阶煤热解提质技术是指通过热解反应将低阶煤中的有害元素和杂质去除,提高煤质的利用价值。
目前,国内外对低阶煤热解提质技术进行了大量的研究工作,主要包括热解性能研究、燃烧性能研究和改质效果评价等方面。
1. 热解性能研究热解是低阶煤热解提质技术的核心环节,其热解性能直接影响了热解工艺的效果和产物质量。
国内外学者对低阶煤的热解性能进行了深入研究,包括热解动力学、热解产物特性和反应机理等方面。
通过实验和理论计算,研究人员发现不同种类的低阶煤在热解过程中产生不同的热解产物,研究了煤种、热解温度、热解时间等因素对热解产物的影响规律,为优化热解工艺提供了重要的理论基础。
2. 燃烧性能研究燃烧是低阶煤利用的主要方式之一,而低阶煤中的高灰分和硫分会对燃烧过程产生不利影响。
燃烧性能研究是低阶煤热解提质技术研究的重要内容之一。
研究人员通过实验和模拟,研究了低阶煤燃烧的过程和规律,发现热解可以显著改善低阶煤的燃烧性能,提高煤的燃烧效率和燃烧产物的清洁程度,为低阶煤燃烧技术提供了新的思路和方法。
二、未来发展趋势低阶煤热解提质技术具有重要的环境和经济效益,其未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 多技术协同研究在低阶煤热解提质技术的研究中,单一的热解工艺往往难以实现低阶煤的完全提质,因此未来的研究将更加注重多技术协同的研究。
结合物理改质、化学改质和生物改质等多种改质技术,不断探索适合低阶煤提质的综合改质工艺,提高低阶煤的综合利用效率。
2. 高效节能热解工艺低阶煤热解提质技术的发展趋势之一是开发高效节能的热解工艺。
目前,传统的热解工艺往往存在能耗高、产物质量不稳定等问题,未来的研究将致力于开发新型的热解设备和工艺,实现低能耗高效率的低阶煤热解提质。
3. 绿色环保改质技术未来的低阶煤热解提质技术将更加注重绿色环保。
研究人员将致力于开发绿色环保的改质技术,减少对环境的污染,降低热解过程中的排放物,为低阶煤的可持续利用提供更好的保障。
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。
低阶煤热解气分质利用技术与展望
低阶煤热解气分质利用技术与展望摘要:由于我国低阶煤储存大,煤炭资源高效利用有利于保障我国能源安全,低阶煤热解可以有效获取高值化焦油、半焦及煤气。
可以将低阶煤分为三个过程来阐述热解原理。
通过分析煤阶、升温速率、气氛、温度、粒径等热解条件及处理方法对低阶煤热解反应特性的影响。
催化热解通过获取高品质热解产物,根据催化的特性和催化行为不同,了解低阶煤对催化热解的影响。
通过在对热解的现状和进展的基础上,对低阶煤的工艺极速进行总结,了解未来的研究方向,促进我国低阶煤热解技术的发展方向。
关键词:低阶煤;热解;下游产品;综合利用引言上世纪七十年代,世界出现能源危机促进了窝火低阶美热解技术的发展,同时研发出多种低阶煤热解技术和工艺。
我国低阶煤储量高于油气储量,因此国家加快低阶煤热解技术的研发,同时开发出许多新的热解工艺并且创立了许多示范项目。
中低温热解作为低阶煤的重要制作方法,受到越来越多的关注和重视。
前期主要以半焦生产为主,对半焦生产得到的焦油和煤气很少再进行加工利用,对热解产生的煤气直接排放或着燃烧。
不但造成了污染而且还造成了能源浪费,并未达到能源的高效利用。
本文通过分析热解气技术及特点,研究大量的国内热解气体应用及合成技术,了解未来大型煤炭分质的应用方向,进而解决低阶煤的利用价值,增加能源的有效利用。
1热解煤气性质不同的热解方法采取的工艺和热载体不同,中低温的热解煤气热值约为1200~1800 kcal/m 3,热解气由CO、H2、CH4、CO2、N2、C2~C5、和少量的H2S等组成。
当使用烟气加热时,煤气中的 N2和CO2含量较高。
当采用间接加热或纯煤加热时,热解得到的荒煤气中有效气体含量较高。
当热解气热值较低时,可以作为热解热源气、城市燃气,或者用于发电站。
当有效气体较高时,热解气可以用于生产如甲醇、二甲醚等其他类别的化工产品[1]。
2低阶煤热解影响因素2.1煤阶煤阶,是对低阶煤热解行为产生影响的重要因素,通过对热重红外联用技术可以探究不黏煤、褐煤和不同地区长焰煤的特性,不同低阶煤中羧基基团和脂肪链的含量直接影响热解过程中CO2和CH4释放。
低阶煤褐煤萃取热熔示范
低阶煤褐煤萃取热熔示范
低阶煤(也称为褐煤)是一种煤炭类型,其煤质较低,含水量高,通常具有较低的碳含量和较高的灰分含量。
热解示范是一种通过加热煤来提取有用产品的方法,其中包括气体、液体和固体产物。
以下是关于低阶煤褐煤萃取热解示范的一般概述:
热解过程:热解是通过在相对高温下将煤暴露于缺氧或有限氧气环境中,使其分解成气体、液体和残渣的过程。
这个过程通常被称为干馏或热解干馏。
气体产物:热解低阶煤可以生成一系列气体,包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳和其他碳氢化合物。
这些气体通常可以用作能源来源或用于化工过程。
液体产物:热解还可产生液体产物,通常包括液体烃和焦油。
这些液体可以用作燃料或作为化学品的原料。
固体产物(焦炭):热解残渣通常包括固体产物,即焦炭。
焦炭可以用于冶金、发电或其他工业用途。
工业应用:热解低阶煤的示范项目可能旨在开发可持续和高效的煤炭资源利用技术。
这有助于降低对传统煤炭资源的依赖,减少环境影响,并寻找更清洁的能源和化工生产途径。
技术挑战:热解低阶煤虽然有潜力,但也面临一些技术挑战,例如处理高含水量、灰分含量高的低阶煤,以及提高产物的质量和选择性。
具体的热解示范项目可能侧重于特定的技术路线或产物的开发,取决于项目的目标和研究方向。
1。
科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术
科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术技术开发单位河南龙成煤高效技术应用有限公司、西峡龙成特种材料有限公司适用范围发电、化工、高炉喷吹、LNG、动力燃料油。
成果简介该技术通过旋转床将低阶煤进行深度热解,生产出优质无烟煤,在保证热载体不直接与煤接触的情况下,解决了煤料加热不均匀及煤料传热慢的问题,热解出的油气及时从煤中逸出,产油率显著提高,产油率达10-12%,前所未有,为煤的清洁高效利用开辟了新方法,废水通过高浓含油酚氨废水处理技术和生化技术的处理,得以循环利用,实现了废水资源化利用。
技术效果项目低阶煤低温热解过程仅消耗自身2%-3%的能量,与兰炭生产消耗自身3%-5%的能量相比,工艺能耗更低,实现了节能的目的。
产品提质煤全水分大大降低、可磨性好、热值较原料煤提高8%以上,用于取代工业、民用直接燃烧的烟煤、低阶煤,降低吨煤(折合标煤)运行成本。
应用情况该技术经过在河南煤高效技术有限公司的中试,达到了产业化的应用条件。
2015年在河北曹妃甸工业园区建成规模化的生产线12条,年可处理原煤1000万吨。
生产线自建成后已运行1年以上,运行期间连续稳定,实现了预期的技术和产品目标。
项目提质煤及附属产品性能优良,销售辐射周边多个省份。
市场前景《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》等文件明确提出:积极推进煤炭分级分质梯级利用,着力推动煤炭分级分质梯级利用。
国内科研院所及企业虽不同程度的攻克了一些重大热解技术难题,但都因油灰分离难题无法实现大规模产业化。
该公司不仅实现了煤提质清洁高效的梯级利用技术,而且攻克了许多难关,高温油灰分离技术也得以根本突破,该技术在国内属于首创,可以进行产业化推广。
预计在2020年前后可以推广处理原煤1亿吨以上,可提供715万吨汽柴油、420万吨的LNG。
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术1. 引言1.1 概述近年来,随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的要求日益严格,煤炭作为主要能源之一面临着诸多挑战。
传统的煤热解技术在高温条件下进行,会产生大量污染物排放,并导致能源利用效率低下。
为了解决这些问题,近年来涌现出了一种创新的煤气热载体分段多层低阶煤热解技术。
1.2 文章结构本文将首先介绍煤气热载体分段多层低阶煤热解技术的概况,包括其基本原理和工艺流程。
然后,将详细分析该技术在能源转化效率提高、环境污染排放减少以及资源利用方式改善等方面的优势。
接着,通过实际应用案例从工业规模应用情况、实验室试验结果评估与展望以及经济与环境可行性分析三个角度进行深入探讨。
最后,在结论部分展望该技术的发展前景,并对整篇文章进行综合评价与总结。
1.3 目的本文的主要目的是全面介绍煤气热载体分段多层低阶煤热解技术,并分析其在能源转化效率、环境污染排放和资源利用方式等方面的优势。
同时,通过应用案例分析和讨论,探索该技术在不同领域的应用前景以及经济与环境可行性。
最终,旨在为进一步推广和应用该技术提供理论依据和实践指导。
2. 煤气热载体分段多层低阶煤热解技术2.1 煤气热载体概述在低阶煤热解过程中,采用合适的煤气作为载体可以提高反应效率。
煤气作为一种优质的热能媒介,可以有效传递和分配能量,加速低阶煤的热解进程,并减少副产物的生成。
2.2 多层低阶煤热解原理多层低阶煤热解技术采用了一种分级处理的方法,在不同温度段进行多层次反应。
通过控制不同温度区域的反应条件,包括压力、催化剂和气氛等因素,可以使得低阶煤在不同温度下发生不同的化学反应。
这样可以优化反应路径,提高产品选择性和产率。
2.2.1 底层反应区底层反应区主要是在较低温度下对低阶煤进行预处理。
这个环节有助于初始活性物质释放和初步转化。
此时使用的细聚辛焦油(FCC)煤气作为载体,其高的活性组分能够加速这一反应过程。
2.2.2 中层反应区中层反应区是在较高温度下进行的,主要是进一步转化低阶煤。
一种低阶煤热解形成BTEXN的过程解析中期报告
一种低阶煤热解形成BTEXN的过程解析中期报告煤是一种天然的有机质,是煤油、煤气、焦炭等重要能源的重要来源。
近年来,随着环保意识的不断提高和石油资源的逐渐枯竭,煤作为一种替代石油的能源逐渐受到重视。
然而,在煤的利用过程中,存在着严重的环境问题。
煤热解是煤转化为燃料和化工原料的一种主要方式,但同时也会释放出有害的挥发性有机物(VOCs),如苯、甲苯、二甲苯等组分,对环境及人类健康构成威胁。
因此,研究煤热解过程中有害挥发性有机物的生成规律,寻求化学调控方法,减少或消除其影响,具有重要的现实意义。
本文旨在研究低阶煤热解形成苯、甲苯、二甲苯、萘和苯并[a]芘等VOCs的生成规律,并从化学反应角度上探究其生成机理,为后续制定化学调控策略提供理论基础。
煤样采集来源于某煤矿,通过低温灰化处理,制得低灰低硫的煤样,然后进行热解实验。
实验采用固定床煤热解实验装置,将煤样压缩成圆柱形后放入热解罐中,在一定的流量下经过预热段后进入热解段,采用氮气作为惰性气体媒介,实验温度在450~700℃范围内不等,不同的温度下,通过气相色谱质谱仪进行实时监测。
初步实验结果发现,在煤热解的过程中,苯、甲苯、二甲苯、萘和苯并[a]芘等VOCs的生成呈现出温度依赖性和时间依赖性。
随着热解温度的升高,VOCs的生成量逐渐增多,并且在高温下,会出现非共存组分的生成,如苯并[a]芘。
同时,VOCs的生成量还受煤样初生组分和煤质的影响,不同的煤样生成的组分也存在差异。
从化学反应角度上,VOCs的生成主要与煤中含氧基团和酸性官能团的含量有关。
煤在高温下经历了失水、解聚、裂化、重构等多个阶段,其中大部分VOCs的生成发生在煤解聚阶段,主要是通过碳骨架上的裂解、重合和交叉反应形成的。
总之,本研究初步探究了低阶煤热解形成苯、甲苯、二甲苯、萘和苯并[a]芘等VOCs的生成规律和机理,并且发现了煤中含氧基团和酸性官能团的含量对VOCs生成的影响。
在后续研究中,还需进一步深入探究煤热解过程中VOCs的生成机制,从化学反应角度探究其动力学规律和反应速率,为制定化学调控策略提供理论基础。
低阶煤粉煤热解提质技术研究现状及发展建议-王向辉
摘㊀ 要:为改善低阶煤煤质㊁提高其利用经济性和安全性ꎬ阐述了国内外主流的低阶煤粉煤热解提质 技术的工艺特点及研究进展ꎬ分析了低阶煤粉煤热解提质技术存在的问题ꎬ并对低阶煤粉煤热解提质 工艺的发展进行了展望ꎮ 结果表明:粉煤热解一般采用固体热载体热解工艺ꎬ 具有加热速度快㊁ 焦油 产量高㊁热解煤气热值高等优点ꎬ是解决大量粉煤利用的关键技术之一ꎮ 针对粉煤热解工艺存在的关 键技术未实现突破㊁经济效益差㊁焦油品质难以有效控制㊁废水处理难度大等问题ꎬ提出未来应从实现 热解关键技术突破㊁优选热解反应器㊁开发热解产品深加工技术㊁研发可提高焦油产率和改善焦油品 质的新工艺㊁开发新型焦油分离和回收技术㊁开发含有机物废水的处理方法㊁ 开发具有高能源转化效 率的多联产工艺等 7 方面进行粉煤热解提质技术的研究ꎮ 关键词:低阶煤ꎻ粉煤ꎻ热解提质ꎻ固体热载体ꎻ多联产ꎻ煤拔头
1 5 干燥提升管ꎻ2 旋风分离器ꎻ6 11 干煤仓ꎻ3 空气预热器ꎻ7 螺旋给煤机ꎻ4 热半焦收集器ꎻ8 油水分离器 煤输送管ꎻ 半
差等问题ꎬ 未能实现工业化ꎮ 国家能源科技 十二 五 规划将低阶煤提质改性技术和中低温煤焦油制 清洁燃料及化学品关键技术列为重大技术研究计 鉴于此ꎬ笔者阐述了国内外主流的低阶煤粉煤热解 后低阶煤粉煤热解提质工艺的技术路线给出了发展 建议ꎬ以促使煤热解提质工艺早日实现工业化ꎮ 划ꎬ低阶煤热解提质技术迎来了良好的发展机遇ꎮ 提质技术ꎬ分析了热解提质技术存在的问题ꎬ并对今
中图分类号:TD849ꎻTQ536������ 1㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:A㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:1006 - 6772(2014)06 - 0036 - 06
Research status and development proposals on pyrolysis techniques of low rank pulverized coal
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势我国是一个煤炭资源大国,煤炭资源储量丰富,但主要以低阶煤居多。
低阶煤的燃烧过程中产生的污染物多,热值低,因此如何进行低阶煤的热解提质技术研究成为了煤炭资源利用的重要课题之一。
本文将探讨我国低阶煤热解提质技术的研究现状及未来发展趋势。
1. 低阶煤的特点低阶煤是指在地质演化过程中压力和温度相对较低形成的煤,其热值较低,含水量高,灰分多,挥发分少,燃烧过程中容易生成大量烟尘和污染物。
低阶煤的利用受到了很大的限制,但由于其储量丰富,因此研究低阶煤的热解提质技术具有重要意义。
2. 热解技术热解是指在高温条件下将煤转化为高热值的气体、液体或固体产物的过程。
热解技术可以有效地提高低阶煤的利用价值,降低煤炭的环境污染。
目前,国内外对低阶煤的热解技术进行了大量的研究,主要包括干馏、气化和液化等技术。
在研究中,我国学者结合国情,着重开发了干馏技术和气化技术。
3. 干馏技术干馏技术是将煤在缺氧或低氧条件下进行热解,产生焦油、焦炭和燃气等产品。
我国在干馏技术方面取得了一定的突破,通过改良反应设备和优化工艺条件,提高了低阶煤的热解产物的质量和产率。
我国还开发了一系列高效环保的干馏装备,提高了低阶煤热解的经济效益和环保效益。
4. 气化技术气化是将煤在氧气或水蒸气的存在下,在高温条件下转化为合成气(CO和H2)的过程。
气化技术可以将煤转化为清洁燃料和化工原料。
我国在气化技术方面也进行了大量的研究工作,开发了多种气化工艺和设备,如煤粉气化、流化床气化等,取得了较为显著的成果。
5. 未来发展趋势随着煤炭资源的日益枯竭和环境保护的要求日益严格,我国低阶煤的热解提质技术研究将会取得更多的进展。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面:(1)新技术的研究。
随着科技的不断进步,新型的热解提质技术将不断涌现,如微波热解、等离子体热解等新技术将会成为未来的研究热点。
(2)设备更新与改进。
煤炭热解设备的更新和改进将成为未来的发展方向,特别是对于高效节能、低污染的热解设备的研究将成为未来的研究重点。
低阶煤高阶热解煤气
低阶煤高阶热解煤气以低阶煤高阶热解煤气为标题,本文将介绍低阶煤和高阶热解煤气的相关概念、特点和应用。
低阶煤是一种煤炭资源,而高阶热解煤气是一种能源。
通过对低阶煤进行高温热解,可以得到高阶热解煤气,该煤气具有广泛的应用前景。
一、低阶煤的概念和特点低阶煤,指的是煤炭中含有较高水分和挥发分的煤种。
低阶煤的煤炭质量较差,热值低,燃烧性能较差,煤气产率相对较低。
低阶煤通常分为褐煤和泥炭两种。
褐煤是一种含水量较高的煤种,其含水量可以达到50%以上,热值一般在20-30MJ/kg之间。
泥炭是一种含水量更高的煤种,其含水量可以达到60%以上,热值较低,一般在10-20MJ/kg之间。
低阶煤的特点主要体现在以下几个方面:1. 含水量高:低阶煤的含水量较高,煤炭中的水分含量对煤的燃烧性能有一定的影响。
2. 挥发分含量高:低阶煤的挥发分含量较高,煤炭在高温下易于挥发,产生大量煤气。
3. 热值较低:低阶煤的热值较低,燃烧时产生的热能有限,热效率较低。
4. 燃烧性能较差:由于低阶煤的煤质较差,煤炭的燃烧性能较差,燃烧时产生的烟雾和污染物较多。
二、高阶热解煤气的概念和特点高阶热解煤气,指的是通过高温热解低阶煤而得到的一种煤气。
高阶热解煤气具有较高的热值和较低的污染物含量,是一种理想的清洁能源。
高阶热解煤气主要由氢气、一氧化碳、甲烷等组成,具有广泛的应用前景。
高阶热解煤气的特点主要体现在以下几个方面:1. 高热值:高阶热解煤气的热值较高,可以作为替代天然气和液化石油气的清洁能源。
2. 低污染物含量:高阶热解煤气的污染物含量较低,燃烧时产生的烟雾和污染物排放较少。
3. 多种组分:高阶热解煤气由多种气体组分组成,具有较高的灵活性和可调节性。
4. 广泛应用:高阶热解煤气可以广泛应用于发电、供热、工业生产等领域,具有良好的经济和环境效益。
低阶煤高阶热解煤气具有广泛的应用前景。
首先,低阶煤资源丰富,通过高温热解可以将低阶煤转化为高阶热解煤气,实现资源的高效利用。
煤热解和低阶煤热解
煤热解和低阶煤热解
煤热解,也被称为煤的干馏或热分解,是一种在隔绝空气的条件下对煤进行加热的复杂过程。
在这个过程中,煤会在不同的温度下经历一系列的物理变化和化学反应。
煤热解的结果是生成煤气、焦油、焦炭等产品。
焦油可以进一步加工成汽油、柴油和喷气燃料等石油替代品,而煤气则是一种方便使用的燃料,可以作为天然气的替代品。
低阶煤热解是煤热解的一种特殊情况,主要针对的是低阶煤,如褐煤和次烟煤等。
这些煤种资源丰富,具有挥发分高、反应活性高的特点。
低阶煤热解的主要目的是获取煤中的高附加值的油气成分以及高碳含量的半焦产品,实现低阶煤的分级利用,提高能源利用效率和经济价值。
低阶煤热解后的半焦化学性质稳定,适合于长距离运输,同时热值较高、S、N含量较低,相比于直接燃煤更加高效清洁。
煤热解和低阶煤热解在技术和应用上也有所不同。
煤热解技术经过100多年的发展,已经形成了适用于不同煤种及目标产品的高温热解(炼焦)及中低温热解技术。
而低阶煤由于其特殊的煤质结构,适宜进行中低温热解。
目前,国内已经开发出了多种低阶煤热解技术,如内热式直立炉热解工艺等。
总的来说,煤热解和低阶煤热解都是煤炭资源利用的重要手段,但低阶煤热解更注重于获取高附加值的化工原料和清洁燃料,实现低阶煤的高效清洁利用。
低阶煤热解挥发分反应行为研究
低阶煤热解挥发分反应行为研究以低阶煤热解挥发分反应行为研究为题,本文将从低阶煤的热解过程、挥发分的组成和反应行为以及研究方法等方面进行探讨。
低阶煤是一种煤炭资源,其热解过程是指在高温下,低阶煤中的有机物质发生热解反应,产生挥发分和焦炭等产物的过程。
热解过程是低阶煤利用的关键环节,了解煤炭热解的反应行为,可以为煤炭资源的高效利用提供理论指导和技术支持。
低阶煤的挥发分是指在热解过程中生成的气体和液体产物。
挥发分的组成和性质对热解过程和产物的性质有重要影响。
低阶煤的挥发分主要包括水蒸气、煤气、煤油和焦油等成分。
水蒸气是煤炭热解过程中产生的主要气体产物,煤气中主要含有可燃气体如甲烷、乙烯等,煤油和焦油是热解过程中生成的液体产物,具有重要的能源和化工价值。
低阶煤热解挥发分的反应行为是指低阶煤在高温下发生的化学反应过程。
煤炭在热解过程中经历煤干馏、煤干馏焦化和煤干馏气化等阶段。
煤干馏是指煤炭在高温条件下失去水分和挥发分的过程,主要反应包括干馏反应、裂解反应和氧化反应等。
煤干馏焦化是指煤炭在高温下产生焦炭的过程,主要反应是焦化反应和聚合反应等。
煤干馏气化是指煤炭在高温下产生可燃气体的过程,主要反应有气化反应和水蒸气转化反应等。
研究低阶煤热解挥发分的反应行为是一个复杂而关键的课题。
为了深入了解低阶煤的热解过程,研究人员采用了多种方法和技术手段。
常用的方法包括热重-差热分析法、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振技术和红外光谱技术等。
通过这些方法,可以获得低阶煤热解挥发分的生成规律、反应机理、产物组成和性质等信息。
低阶煤热解挥发分反应行为的研究对于煤炭资源的高效利用和清洁能源的开发具有重要意义。
通过深入了解低阶煤的热解过程、挥发分的组成和反应行为,可以为相关领域的研究和应用提供理论指导和技术支持。
研究人员将继续努力,探索低阶煤热解挥发分反应行为的规律和机理,为煤炭资源的可持续利用和能源转型做出贡献。
低阶煤热解大型化瓶颈
低阶煤热解大型化瓶颈低阶煤热解是一种将低阶煤转化为高附加值产品的技术过程。
然而,在低阶煤热解的大型化应用中存在一些瓶颈问题,限制了其进一步的发展和应用。
本文将就这些瓶颈问题展开探讨。
低阶煤热解过程中的热传导问题是一个重要的瓶颈。
由于低阶煤中含有较高的挥发分和水分,热解过程中会产生大量的水蒸气和挥发分,导致热传导效率较低。
这会使得热解反应的温度分布不均匀,影响反应的效果和产物的选择性。
因此,如何提高低阶煤热解过程中的热传导效率是一个亟待解决的问题。
低阶煤热解反应的动力学过程也是一个瓶颈。
低阶煤热解过程中涉及到多种反应,如干馏、裂解、气化等。
这些反应的动力学过程非常复杂,受到多个因素的影响,如温度、压力、催化剂等。
目前,对于低阶煤热解反应的动力学机制还存在很多争议和不确定性,这限制了低阶煤热解工艺的优化和产物的选择性控制。
第三,低阶煤热解反应的产物分离和回收也是一个挑战。
低阶煤热解反应的产物涉及到固体、液体和气体相的物质,其中液体相的产物占据了重要的地位。
然而,由于液体相产物的复杂性和多样性,如何高效地进行产物分离和回收是一个技术难题。
目前,固体产物的分离和回收相对比较成熟,但液体相产物的分离和回收仍然面临很大的挑战。
低阶煤热解的经济性也是一个关键问题。
低阶煤是一种资源丰富、分布广泛的煤种,但其热解过程中的能耗和设备投资较高,造成了低阶煤热解产品的成本较高。
如何降低低阶煤热解过程中的能耗和设备投资,提高经济性,是一个需要解决的问题。
低阶煤热解的大型化应用面临着热传导问题、动力学过程、产物分离和回收、经济性等多个瓶颈。
解决这些瓶颈问题需要综合考虑煤种特性、反应机制、工艺条件和设备技术等多个方面的因素,提出合理的解决方案。
只有克服了这些瓶颈问题,才能进一步推动低阶煤热解技术的发展和应用,实现低阶煤资源的高效利用。
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势我国是世界上资源最为丰富的煤炭大国之一,但我国煤炭资源中高硫、高灰、低热值的低阶煤资源占比较高,这些低阶煤的利用率不高,对环境造成了较为严重的污染。
为了改善低阶煤的利用效率和减少环境污染,我国对低阶煤的热解提质技术进行了广泛研究。
低阶煤的热解提质技术主要包括煤的气化、液化和热解等技术。
煤的气化技术可以将煤转化为气体燃料,如合成气,可用于城市天然气替代或发电,具有较高的热值和较低的污染物排放量。
煤的液化技术可以将煤转化为液体燃料,如合成柴油、煤油等,可以用作汽车燃料,具有较高的能量密度和较低的污染排放。
煤的热解技术可以通过加热低阶煤,使其生成焦炭、焦油和气体等,焦炭可用于冶金行业,焦油可用于化工行业,气体可用于发电和供热。
目前,我国对低阶煤的热解提质技术进行了广泛研究和应用。
在煤气化技术方面,我国已建设了一批大型煤气化项目,如山西大同煤气化项目、内蒙古呼伦贝尔煤气化项目等。
在煤液化技术方面,我国开展了煤直接液化、间接液化和催化液化等技术研究,已建成了一批煤直接液化试验装置和示范装置。
在煤热解技术方面,我国开展了煤焦化和煤焦化余热利用等技术研究,已形成了一批成熟的煤焦化生产线。
煤气化技术将越来越受重视。
煤气化技术可以将煤转化为高热值的合成气,具有广泛的应用前景。
随着我国城市燃气需求的增加,煤气化技术将在替代天然气领域发挥重要作用。
煤液化技术将进一步研究和应用。
煤液化技术可以将煤转化为高品质的液体燃料,用于汽车燃料等领域。
未来,我国将进一步提升煤液化技术的效率和经济性,以实现低阶煤资源的高效利用。
煤热解技术也将得到发展。
煤热解技术可以将低阶煤转化为焦炭、焦油等高附加值产品,具有较高的经济效益。
未来,我国将加强煤热解技术的研究和开发,提高低阶煤的利用效率和附加值。
我国将加强低阶煤污染物的治理。
低阶煤的热解过程中会产生大量的污染物,对环境造成严重的污染。
为了减少煤热解过程中的污染物排放,我国将加强对煤热解设备的优化和治理,提高能源利用效率和环境保护水平。
低阶煤热解
低阶煤热解提质技术进展;一、低阶煤概况;煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左;我国煤炭资源分类及其性质;低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发;褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤;低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤,约占;褐煤全水分高达20%~60%,收到基低位发热量一;低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%,含硫低阶煤热解提质技术进展一、低阶煤概况煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左右, 预计到2015年煤炭消费量仍将占65%左右。
在漫长的地质演变过程中,煤炭的形成受多种因素的作用,致使煤炭品种繁多。
依据结构和组成不同,煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤3大类,而每大类又分为若干小类,其中烟煤可分为低变质烟煤和中变质烟煤,低变质烟煤也叫次烟煤,与褐煤一起统称为“低阶煤”。
煤阶这一概念用来表示煤炭煤化程度的级别。
一般情况下,煤埋藏深度增加,其煤化程度增加,碳含量相应增加。
低阶煤在我国煤炭储量及产量中占很高比例。
中国煤炭地质总局第三次全国煤田预测,我国低阶煤储量占全国已探明煤炭储量的55%以上,达5612亿吨,其中褐煤占12.7%,低变质煤占42.5%。
我国煤炭资源分类及其性质低阶煤是指煤化程度比较低的煤( 一般干燥无灰基挥发分>20%) ,主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。
褐煤包括褐煤一号( 年轻褐煤) 和褐煤二号( 年老褐煤) 2类,约占我国煤炭探明保有资源量的13%,主要分布于内蒙古东部和云南,少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区,近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。
低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤,约占我国煤炭探明保有资源量的33%,主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆,其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区,吉林、山东和广西等地区少量赋存。
褐煤全水分高达20%~60%,收到基低位发热量一般为11.71~16.73MJ/kg 。
由于高水分,高含氧量,低发热量,再加上褐煤易风化和自燃的特性,其不适合远距离输送,应用受到很大限制。
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术煤气热载体分段多层低阶煤热解技术是一种将低阶煤通过热解过程转化为煤气的先进技术,本文将从煤气热载体技术的概念、原理、特点和应用等方面进行介绍。
煤气热载体技术是一种通过热载体将煤转化为可燃气体的热解技术。
它的基本原理是将煤和热载体共同进入热解装置,煤在高温环境下与热载体发生热解反应,产生可燃气体。
热载体通常选择石英砂、沸石和石墨等材料,具有较高的热稳定性和导热性能,能够满足高温热解环境的要求。
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术是在煤气热载体技术的基础上进行改进的一种技术。
在传统的热解装置中,通常只有一层热载体,不同热载体之间的温度差异较大,容易出现反应不均匀的问题。
而分段多层热载体技术将热载体分成多层,并通过不同层之间的热量传递来实现温度均匀分布,提高反应效率和产物质量。
低阶煤是一种煤炭资源的重要组成部分,其含碳量较低,热值也相对较低。
传统的热解技术对于低阶煤的利用率较低,往往会造成能源浪费和环境污染的问题。
而煤气热载体分段多层低阶煤热解技术可以有效地提高低阶煤的利用率,减少对环境的影响。
这种技术的特点主要有以下几个方面。
首先,通过多层热载体的设置,可以实现温度均匀分布,提高反应效率。
其次,该技术可以灵活调整温度和反应时间,以适应不同种类和含碳量的低阶煤。
此外,煤气热载体分段多层低阶煤热解技术还具有煤气产率高、煤气质量好等优点。
最后,这种技术对于低阶煤的无害化利用和能源转化具有重要意义。
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术在实际应用中有着广泛的前景。
首先,该技术可以应用于工业煤气制备,可以将低阶煤转化为高热值的煤气,用于锅炉燃烧、工业加热和城市燃气等方面。
其次,该技术还可以应用于煤化工领域,将低阶煤热解产生的煤气用于合成甲醇、合成气等化学品的生产。
此外,煤气热载体分段多层低阶煤热解技术还可以应用于能源转化和环保等领域。
总之,煤气热载体分段多层低阶煤热解技术是一种将低阶煤转化为煤气的先进技术。
低阶煤热解高温油气除尘技术进展
低阶煤热解高温油气除尘技术进展摘要:20世纪70年代,世界能源危机促进了低阶煤热解技术的发展,开发出多种低阶煤热解技术和工艺。
我国由于低阶煤储量较高以及油气储量低的背景下,近年来加快了低阶煤热解技术的研发,开发出许多新的热解工艺并建立相应的示范项目。
本文对低阶煤热解高温油气除尘技术进展进行分析,以供参考。
关键词:低阶煤;热解;高温油气;粉体;分离引言中低温热解是低阶煤分质综合利用重要的方法,越来越受到人们的关注和重视。
以前,热解以及干馏技术主要以生产半焦为主,伴随着半焦生产得到的焦油和煤气很少进行深加工利用,尤其是热解荒煤气往往直接排放或者燃烧,不但造成了污染而且造成了能源浪费,能源利用效率不高。
1低阶煤清洁利用大有可为长期以来,我国90%以上的低阶煤用作发电、工业锅炉和民用燃料直接燃烧,引发一系列环境污染问题,且白白浪费了低阶煤中蕴藏的油、气和化学品资源。
因此,大规模开发必须先对其进行加工提质,最为科学和常见的方法之一就是热解。
据介绍,煤热解得到的半焦可作为锅炉燃料和气化原料,所含的污染物远少于原煤,对环境影响较小。
中国煤炭加工利用协会理事长张绍强指出:“低阶煤的最大特点是挥发分高,干燥无灰基挥发分质量占比一般都在40%以上。
挥发分可以简单理解为煤中的轻质组分,也就是煤焦油和干馏后产生的可燃气体产物的比例。
低阶煤经过工艺比较简单的中低温干馏热解,就可以获得占煤炭总质量40%甚至更多的焦油和煤气,相比煤炭而言,其碳含量大幅度下降,是碳减排过程中亟需的低碳能源品种。
2业内呼吁组建国家队联合攻关根据需求,低阶煤通过热解技术可以获得大量的低价油气资源,该方式相比把煤炭完全气化再去合成油气产品更有优势,也是把我国最有资源优势和开采优势的低阶煤进行降碳化利用的有效措施。
“但需要注意的是,煤炭热解技术目前仍主要依靠‘草根’企业单打独斗,力量有限,制约其更大规模发展,因此业内呼吁有关部门予以重视,组织国家队联合攻关,尽快解决这一技术问题。
探究低阶煤热解半焦规模化利用
煤、缺油、少气”的能源结构下,逐步采用先进的煤化工技术取代部分传统的石油化工和天然气化工,符合煤炭资源优化利用的趋势。
热解半焦是以挥发分含量较高的低阶煤为原料采用中低温热解(500~800 ℃),得到的除热解煤气和煤焦油外的固体产品。
按照热解温度的差别,低阶煤热解半焦可分为低温半焦(500~600 ℃)、中温半焦(700~800 ℃)。
参照煤质分析方法,对以神府煤田盛产的优质侏罗纪低阶烟煤粉煤(0~30 mm)为原料和采用回转热解提质工艺生产的低温半焦进行分析,结果见表1。
通过对回转热解提质工艺生产的低温半焦品进行全面检测与分析后得出,热解半焦可划归为低阶煤中低温干馏制得半焦类产品,不仅具有低阶煤半焦的品质、特征,同时具有无烟煤固定碳含量高、挥发分低等特点。
和低阶粉煤相比,热解半焦的挥发分约减少65%,固定碳约升高34%。
其中,挥发分含量(11.52%)远低于褐煤(>40%),固定碳含量(82.33%)略小于无烟煤。
同时,热解提质过程中氮、硫等物质大量较少。
因此,热解半焦适宜作为燃料。
和传统焦炭相比,热解半焦的特点是挥发分含量高,孔隙率大,机械强度低,而与一氧化碳、蒸汽或氧具有更强的反应活性,因而热解半焦还可以代替焦炭,作为原料广泛应用于化工领域,如电石生产、化肥造气和冶炼等。
在生产化肥和电石等高耗的产业中,热解半焦的应用效果甚至更优。
2 低阶煤热解半焦的利用目前,半焦类产品以内热式直立炉工艺为主,原料多采用块煤(30~80 mm),产能集中在陕西、山西、内蒙、宁夏及新疆等地。
0 引言据《BP 世界能源统计年鉴2020》数据显示,2019我国煤炭产量占全球总产量的47.3%、煤炭消费量占全球总消费量的51.7%,同比2018年分别增长了1.6%和1.4%。
《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》等明确加强开展低阶煤分质利用研究,支持中低温热解制气、制油为主要产品路线的煤炭分质分级多联产技术稳步推进、创新发展。
低阶煤热解提质技术
度,增加煤气量和焦油中的杂质。因此,需要根据煤种和实际情况,调
整升温速度。
03
改进进料方式
传统的固定床或流化床进料方式可能会造成低阶煤热解的不均匀。采用
一些先进的进料方式,如脉冲进料等,可以改善这一问题。
设备改进建议
选用高效热解炉
高效热解炉可以提供更高的热效率,提高低阶煤的转化率 和产品收率。同时,需要针对不同的煤种和实际情况,选 用适合的热解炉。
原材料及消耗量
低阶煤
原料,根据工艺需求确定用 量。
燃料
加热器用,根据工艺需求确 定用量。
电
设备运行所需,根据设备功 率确定用量。
04
CATALOGUE
低阶煤热解提质技术试验及数据分析
试验方案及操作步骤
选取低阶煤样品
热解装置设计
选择具有代表性的低阶煤样品,确保煤质 稳定且无其他杂质。
设计热解装置,包括加热系统、样品支架 、温度控制系统等,确保能够准确控制加 热速度和温度。
数据处理
通过数据处理软件,对数据进行进一步处理和分 析,如绘制图表、计算相关指标等。
试验结果与结论
结果分析
根据收集到的数据,分析低阶煤 在热解过程中的变化规律,以及 不同操作条件对热解产物的影响 。
结论总结
根据试验结果,得出低阶煤热解 提质技术的最佳操作条件和方法 ,以及该技术在改善低阶煤利用 方面的优势和局限性。
智能化和自动化技术 的应用将改变低阶煤 热解提质技术的传统 生产模式。
技术创新将推动低阶 煤热解提质技术的效 率和环保性能不断提 升。
技术研究方向及重点
针对低阶煤热解提质的反应机制和动力学过程进行深入 研究,探索提高热解效率的途径。
研发新型高效的低阶煤热解工艺和设备,提高生产效率 和能源利用率。
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低阶煤热解提质技术进展;一、低阶煤概况;煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左;我国煤炭资源分类及其性质;低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发;褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤;低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤,约占;褐煤全水分高达20%~60%,收到基低位发热量一;低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%,含硫
低阶煤热解提质技术进展
一、低阶煤概况
煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左右, 预计到2015年煤炭消费量仍将占65%左右。
在漫长的地质演变过程中,煤炭的形成受多种因素的作用,致使煤炭品种繁多。
依据结构和组成不同,煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤3大类,而每大类又分为若干小类,其中烟煤可分为低变质烟煤和中变质烟煤,低变质烟煤也叫次烟煤,与褐煤一起统称为“低阶煤”。
煤阶这一概念用来表示煤炭煤化程度的级别。
一般情况下,煤埋藏深度增加,其煤化程度增加,碳含量相应增加。
低阶煤在我国煤炭储量及产量中占很高比例。
中国煤炭地质总局第三次全国煤田预测,我国低阶煤储量占全国已探明煤炭储量的55%以上,达5612亿吨,其中褐煤占12.7%,低变质煤占42.5%。
我国煤炭资源分类及其性质
低阶煤是指煤化程度比较低的煤( 一般干燥无灰基挥发分>20%) ,主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。
褐煤包括褐煤一号( 年轻褐煤) 和褐煤二号( 年老褐煤) 2类,约占我国煤炭探明保有资源量的13%,主要分布于内蒙古东部和云南,少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区,近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。
低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤,约占我国煤炭探明保有资源量的33%,主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆,其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区,吉林、山东和广西等地区少量赋存。
褐煤全水分高达20%~60%,收到基低位发热量一般为11.71~16.73MJ/kg 。
由于高水分,高含氧量,低发热量,再加上褐煤易风化和自燃的特性,其不适合远距离输送,应用受到很大限制。
低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%,含硫量低于1% 鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为特低硫-低硫特低灰-低灰煤。
低阶煤的化学结构中侧链较多,氢、氧含量较高,结果导致其挥发分含量高、含水高、含氧多、易自燃、热值低。
根据低阶煤挥发分及氢含量高的特点,通过分级转化利用,可先获得高附加值的油、气和化学品,再将剩余半焦进行燃烧或气化,实现煤炭资源的梯级利用,从而,一方面提高了煤炭利用的能效,另一方面使难以利用的褐煤得到了有效利用,也可大大减少环境的污染。
如下图:
城市煤气、工业燃气制氢(可用于煤焦油加氢)IGCC)
烧结焦粉
国家能源科技十二五规划将褐煤/低阶煤提质改性技术和中低温煤焦油制清洁燃料及化学品关键技术列为重大技术研究计划,研究具有自主知识产权的、适应性广的褐煤/低阶煤提质改性技术与工艺,针对中低温干馏焦油开发提取化学品及加氢制清洁燃料先进技术,低阶煤热解提质迎来了一次良好的发展机遇。
二、低阶煤热解
煤的结构特点决定了低阶煤挥发分高、活性强。
由于水分和氧含量高而热值
低,直接利用(燃烧或气化)效率低,经济价值远不如高阶煤,大规模开发利用必须先对其进行加工提质。
最为科学和常用的方法之一是热解,即“干馏”或热分解“。
热解是指煤在隔
绝空气或在惰性气体条件下持续加热至较高温度时,所发生的一系列物理变化和化学反应。
在此过程中煤会发生交联键断裂、产物重组和二次反应,最终得到气体(煤气)、液体(焦油)、及固体(半焦)等产物。
焦油中含有苯、萘、蒽、菲以及目前尚无法人工合成的多种稠环芳香烃类化合物及杂环化合物。
与直接燃烧相比,热解实现了煤中不同成分的梯级转化,是一种资源高效综合利用方法,具有减少燃煤造成的环境污染,提高低阶煤资源综合利用价值的优势,可创造显著的经济社会效益。
按煤热解温度可分为低温热解(500℃-600℃)、中温热解(650℃-800℃)、高温热解(900℃-1000℃)和超高温热解(>1200℃)。
为得到高产率的焦油和煤气,低阶煤多采用低温热解路线。
除低温热解外,还可以利用加氢热解来提高热解产率,即通过外加氢气来饱和热解产生的自由基,拟制二次反应。
煤的化学结构极其复杂,同时矿物质对热解又有催化作用,导致热解过程中发生许多化学反应,如煤中有机质的裂解、缩聚和重组;裂解产物中轻质部分和裂解残留物的挥发、分解或聚合。
从煤的分子结构看,基本结构单元周围的侧链、桥键和官能团等在加热条件下不稳定,是煤结构中的活性组分。
在加热过程中,这些单元逐渐裂解,形成气体化合物挥发出去,而缩合芳香核部分则互相缩聚形成固体产品(半焦或焦炭)。
煤热解过程前期以裂解反应为主,后期以缩聚反应为主。
三、煤热解技术的发展历史和现状
煤热解技术历史久远,早在19世纪就已出现,当时主要用于制取照明用的灯油和蜡,随后由于电灯的发明,煤热解研究趋于停滞状态。
但在第二次世界大战期间,德国由于石油禁运,建立了大型煤热解厂,以煤为原料生产煤焦油,再通过高压加氢制取汽油和柴油。
在当时的战争背景下,热解成本并不是考虑的主要因素,但是,随着战后石油开采量大幅增加,煤热解研究受到市场因素的影响再次陷于停滞状态。
20世纪70年代初期,世界范围的石油危机再度引起了世界各国对煤热解工艺的重视。
70年代以后,煤化学基础理论得到了迅速发展,相继出现了各种类型的面向高效率、低成本、适应性强的煤热解工艺,典型的有回转炉、移动床、
流化床和气流床热解技术。
表世界范围内主要热解工艺概况,列出了不同热解工艺的技术指标、特点和规模。
(附后)
我国煤热解技术的自主研究和开发始于20世纪50年代,北京石油学院( 现为中国石油大学)、上海电业局研究人员开发了流化床快速热解工艺并进行10t/d规模的中试; 大连工学院( 现为大连工工大学) 聂恒锐等人研究开发了辐射炉快速热解工艺并于1979年建立了15t/d规模的工业示范厂; 大连理工大学郭树才等人研究开发了煤固体热载体快速热解技术,并于1990年在平庄建设了5.5万t/a工业性试验装置,1992年8月初投煤产气成功; 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所( 现为煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院) 研究开发了多段回转炉温和气化工艺,并于上世纪90年代建立了60t/d工业示范装置,完成了工业性试验后续国内又涌现出的代表性工艺有浙江大学循环流化床煤分级转化多联产技术、北京柯林斯达科技发展有限公司带式炉改性提质技术、北京国电富通科技发展有限责任公司国富炉工艺。
近年来,我国在进行自主研发的同时引进了美国的CCTI 工艺,计划用于内蒙褐煤的热解提质。
在引进LFC工艺的基础上,大唐华银电力股份有限公司和中国五环工程有限公司组建技术联合体对其进行创新性研究开发,重新申请专利和商标,更名为LCC工艺。
四、煤热解过程的科学问题
煤热解的实质是自由基反应过程,起始于煤结构中的弱共价键解离,包括自由基的产生、聚合、重组、加氢以及这些产物的“二次“反应。
提高热解油品质量和产率的核心是通过对煤自由基形成、转移和稳定的定向控制,抑制自由基缩聚形成大分子的可能。
热解过程的稳定运行不仅要求自由基形成与终止反应速率有机匹配,而且需要反应器结构和
反应工艺的优化,匹配热解二次反应,并从转化系统有机集成,开展从基础研究、关键技术突破到系统集成的深入研究,涉及化学、化工、工程热物理、机械、材料和控制等多种学科。
中科院依据低阶煤的组成与结构特征,
提出了以热解为先导的低阶煤清洁高效梯级利用的技术方案。
如下图:
图:中科院战略性先导科技专项中热解方案示意图
五、国内典型的热解提质工艺技术
以下为国内正在规划建设或运行的典型热解提质工艺技术。
1、 DG工艺
DG工艺( 也称煤固体热载体法快速热解技术)由大连理工大学开发。
平庄150t/d工业试验装置流程由备煤煤干燥流化提升加热焦粉冷粉煤与热粉焦混合换热煤热解流化燃烧煤气冷却输送和净化等部分组成。
平庄工业性试验新法干馏流程见
2 、MRF工艺
MRF工艺( 多段回转炉温和气化工艺) 由煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院开发。
该工艺主体设备是3台串联的卧式回转炉,MRF工艺流程见图2
3、循环流化床煤分级转化多联产技术
4、带式炉改性提质技术
带式炉改性提质技术是北京柯林斯达科技发展有限公司开发的褐煤提质工艺。
带式炉由炉体驱动系统输送系统和自动控制系统4部分组成,配套系统为燃煤热风炉和产品冷却系统,带式炉改性提质工艺见图4。
5、 GF-I型褐煤提质工艺
GF-I型褐煤提质工艺由北京国电富通科技发展有限责任公司开发。
该工艺核心设备是采用外燃内热式的低温热解方炉,GF-I型褐煤提质工艺流程见图5。
6、神华模块化固体热载体热解工艺
神华模块化固体热载体热解工艺由神华煤制油化工研究院开发神华模块化固体热载体热解工艺流程。
7、固体载热褐煤热解技术
基于固体载热褐煤热解技术由清华大学-天素投资节能减排联合研发中心开发,120万t/a褐煤深加工项目热解系统工艺流程。
8、褐煤热溶催化新工艺。