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。
气流式内热炉
原料：块煤或型煤，20~80mm，非黏结性煤 设备：鲁奇三段炉（干燥、干馏、焦炭冷却） 内热式；热载体：煤气燃烧所得烟气 流程：气流内热式干馏流程 产物：煤气，焦油，焦炭
立式炉
原料：块煤，<75mm，一定的黏结性 设备：外热式立式炉、外热式； 热源：发生炉煤气，回炉煤气 产物：煤气，焦油，焦炭
沸腾床干馏炉的工艺流程： 将小于6mm的预先干燥果的粉煤连续加入沸腾炉，炉 子用燃料气和空气燃烧加热，炉内形成沸腾的焦粉床层， 煤料在炉中干馏。不黏粘性煤用螺旋给料器加入黏粘性煤 用气流吹入法。干馏所需热量是由焦炭、焦油蒸汽以及煤 气在沸腾层中部分燃烧和燃烧气燃料提供的，或者不送入 燃料和空气，而送入热烟气。干馏产物焦粉经过一个满流 管由炉子排出。随同干馏气一同带走的粉尘在后处理中分 出。在气体冷却系统中分出焦油、中油以及被燃烧烟气稀 释了的干馏煤气。
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。焦油产率为6~25%；半焦产率为 50~70％；煤气产率为80~200m3／t(原料干煤)。 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。原料煤的煤化程度越低，半焦的反 应能力和比电阻越高。半焦可以用于电炉冶炼和化学反应 等过程，这些用途对于燃料机械强度要求不高，半焦的块 度和强度可以满足要求。
煤的低温干馏
目录
1.概述 2.低温干馏产品 3.干馏产品的影响因素 4.低温干馏主要炉型
概述
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的干馏（或称炼焦、焦化）。 按加热终温的不同：低温干馏：500~600℃ 中温干馏：700~900℃ 高温干馏：900~1100℃ 原材料：低阶煤（其中以褐煤为主） ps：中国低阶煤储量大，约占全部的42％以上，其 中褐煤约占14％。 煤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，即可制的煤气和焦油，实现煤的部分气 化和液化。低温干馏相对于煤的汽化和液化工艺过程简单 ，加工条件温和，投资少，生产成本低。
原料煤：
2.产品成分
焦油成分：
1.酚类：煤阶升高，含氧量下降，酚类含量降低; 2.热解水：煤阶升高，含氧量下降，热解水含量降低

煤气成分：
氨和硫化氢含量与煤中氨和硫含量及形态有关。
加热终温：100~200℃ 水分脱出
>300℃ 析出挥发分、热解 510~600℃ 低温干馏终温
>600℃ 半焦开始焦炭转化（氢气↑、甲 烷↑、半焦↓、焦油↓。煤气↑）
煤在炉上向下分为三部分：干燥段 干馏段 焦炭冷却 段
工艺流程：在最上段循环热气流吧煤 干燥并预热奥150℃。中段，即干馏段， 热气流把煤加热到500~800℃。在下 段，焦炭被冷循环气流冷却到 100~150℃，最后排出。
煤料由上部加入干馏室，干馏所 需热量主要是由炉墙传入，火道加 热用燃料为发生炉煤气或回炉的干 馏气。干馏室下部焦炭被吹入的冷 气流冷至150~200℃，落入焦槽并 喷水冷却，然后排出。
煤焦油
低温干馏煤焦油是黑褐色液体，密度一般小于1g/cm³ ，因原料性质和低温干馏方法不同，焦油的密度也不同， 同常在0.95~1.1g/cm³之间。低温焦油中含酚类可达35％ ;有机碱为1％~2％；烷烃为2％~10％;烯烃为3％~5％； 环烷烃可达10％;芳烃15％~25％；中性含氧化合物（酮 、酯和杂环化合物）为20％~25％；中性含氮化合物（主 要为五元杂环化合物）为2~3％；沥青可达10％。 煤焦油用途：由低温焦油可生产发动机燃料、酚类、烷 烃和芳烃，其中包括苯、萘的同系物及其他成分。有低温 焦油提取的酚可以用于生产塑料、合成纤维、医药等产品 。泥炭和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。低温焦油适于深度加工，经催化加氢可获 得发动机燃料和其他产品。
加热速度：
1.快速：低分子产物多，焦油产率高； 2.慢速：固体残渣产率高； 3.提高煤的加热速度，可使产品产率发生变化 ：半焦↓、焦油↑、煤气略微↓
压力： 提高压力，可使产品发生以下变化：
半焦和气态产物↑、焦油↓、半焦强度↑
煤的主要炉型
干馏炉石低温干馏生产工艺中的主要设备，它应保证 过程效率高，操作方便可靠。其中主要要求干馏物料加热 均匀，干馏过程易控制，可用的原料煤类别宽，原料煤粒 尺寸范围大，导出的挥发物二次受热解作用小等。 干馏炉的供热方式可分为外热式和内热式。
煤气
煤气干馏煤气密度为0.9~1.2kg/m³ ，含有较多甲烷及其 他烃类，煤气组成因原料煤性质不同而有较大差异。褐煤 低温干馏煤气的烃类含量低，烟煤的含量可达65％，故其 煤气热值可达33.5~37.7MJ/m³ 。在气流内热式炉中干馏时 ，所得煤气被热载体烟气冲稀，因而热值体烟气冲稀，因 而热值降低3~4倍，降低它的应用价值。 煤气用途：主要用作本企业的加热燃料和其他用途，多 余的煤气可做民用煤气，也可做合成原料气。