煤低温干馏

mei diwen ganliu

煤低温干馏

low-temperature carbonization of coal

煤干馏方法之一，指采用较低的加热终温 （500～600℃）,使煤在隔绝空气条件下，受热分解生成半焦、低温煤焦油（见煤焦油）、煤气和热解水过程。低温干馏的设备称为低温干馏炉。与高温干馏（即焦化）相比，低温干馏的焦油产率较高而煤气产率较低。一般半焦为50％～70％，低温煤焦油8％～25％，煤气80～100m □/t （原料煤）。

沿革 煤低温干馏技术的应用始于19世纪，当时主要用于制取灯油（或称煤油）和蜡。19世纪末，因电灯的发明而趋于衰落。第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国基于战争的目的,建立了大型低温干馏工厂,生产低温干馏煤焦油，再经高压加氢制取汽油、柴油。战后，大量廉价石油的开采，使煤低温干馏工业再次陷于停滞状态，各种新型低温干馏的方法多处于试验阶段。

历史上曾出现过很多低温干馏方法，但工业上成功的只有几种。这些方法按炉的加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式。外热式炉的加热介质与原料不直接接触，热量由炉壁传入；内热式炉的加热介质与原料直接接触，因加热介质的不同而有固体热载体法和气体热载体法两种。

内热式气体热载体法 鲁奇－斯皮尔盖斯低温干馏法是工业上已采用的典型方法。此法采用气体热载体内热式垂直连续炉，在中国俗称三段炉，即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段三部分（图1 三段炉结构）。褐煤或由褐煤压制成的型块（约25～60mm ）由上而下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。炉顶原料的含水量约15％时，在干燥段脱除水分至 1.0％以下，逆流而上的约250℃热气体冷至80～100℃。干燥后原料在干馏段被600～700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃,发生热分解；热气体冷至约250℃,生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水。德国、美国、苏联、捷克斯洛伐克、新西兰和日本都曾建有此类炉型。中国东北也曾建此种炉。60年代初，在中国曾采用的气燃式炉也属此类型，后因大量廉价天然石油的开采而停产。

内热式固体热载体法 鲁奇－鲁尔盖斯低温干馏法（简称L －R 法）是固体热载体内热式的典型方法。原料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国多尔斯滕建有一套处理能力为10t/h 煤的中间试验装置,使用的热载体是固体颗粒（小瓷球、砂子或半焦）。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小,煤气热值较高,可达20.5～40.6MJ/m □。此法由于温差大，颗粒小,传热极快，因此具有很大的处理能力。所得液体产品较多、加工高挥发分煤时，产率可达30％。

-R 法工艺流程（图2L-R 法工艺流程）是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器，如此循环。从混合器逸出

的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类,得到热值较高的煤气。

参考书目

津大学燃料化学工业教研室编：《低温干馏工程》，上册，石油工业出版社，北京，1959 。

A.Elliott ed., Chemistry of Coal Utilization,2nd Sup.vol., John Wiley %26 Sons, New York,1981.

（崔之栋）

第二章煤的低温干馏

§ 2、煤的低温干馏

§2．1 概述

1.煤干馏定义：

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。

2.煤干馏分类（按加热终温）：

低温干馏：５００～６００℃

中温干馏：７００～９００℃

高温干馏：９００～１１００℃

3.低温干馏过程特点：

热加工过程、

常压生产、

不用加氢和氧、

实现煤部分气化（煤气）和液化（焦油）。

4.适用煤：

褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低阶煤。

中国煤炭分类：褐煤（HM）烟煤无烟煤(WY)

{长焰煤（CY) 不黏煤（BN）弱黏煤（RN）气煤（QM）肥煤（FM）焦煤（JM）瘦煤（SM）贫煤（PM）}

5.低温干馏产品：

半焦、煤气、焦油

§ 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

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

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

2.煤焦油：

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；

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。

⑵用途：

本企业加热燃料，民用，也可做化学合成原料气。

§ 2．3 干馏产品的影响因素

1.原料煤：

⑴产品产率：

①焦油﹤一般煤阶↘，焦油↗﹥

褐煤焦油产率变动于：4.5%~23%

烟煤焦油产率介于：0.5%~20%（从气煤到瘦煤随变质

程度↗而焦油产率↘，肥煤例外）

腐泥煤低温焦油产率一般较高：可高达40%

②煤气﹤一般煤阶↘，煤气↗﹥

干泥炭煤气产率：16%~32%

馏褐煤煤气产率：6%~22%

600℃烟煤煤气产率：6%~17%