低温干馏的方法和工艺研究进展
煤热解技术研究开发进展
随着石油资源的日趋紧张,煤炭转化为洁净气体、液体和固体燃料的相关技术已发展成为我国洁净能源研究开发的重要领域。煤转化为液体燃料的技术路线主要有三条:一是煤的间接液化，主要包括F-T合成油技术，甲醇和二甲醚合成技术等，二是煤的直接液化技术，三是低变质煤的低温热解技术。煤低温热解技术因具有工艺过程简单，加工条件温和，投资少，生产成本低等优势，其开发研究和推广应用受到了国内外学者和企业投资者的高度关注。
煤热解技术开发研究始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡。二次世界大战期间，德国建立了大型低温干馏工厂，用褐煤为原料生产低温煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油。后来，石油工业的发展而停滞，到上世纪70年代，由于能源危机的出现，煤炭热解生产低温焦油又受到各国学者的广泛重视，并开发出多种热解新技术和新工艺。
我国洁净煤技术研究是“863”计划能源技术领域设置的4个专题之一,其重点是开发煤炭的燃烧、加工、转化、污染控制、发电的技术,其中煤炭加工与转化技术主要包括了“褐煤与低变质煤提质、改质技术”、“低、中变质煤热解提取焦油技术”，因此，煤炭的低温热解技术作为一种洁净煤技术近年来再一次被赋予了新的发展活力。
目前国内研究煤炭热解技术的单位众多,比较典型的技术有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产工艺、北京煤化所开发的MRF热解工艺、浙江大学和清华大学开发的以流化床热解为基础的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济研究所和中国科学院工程热物理研究所开发的以移动床为基础的热电气多联产工艺、济南锅炉厂的多联供工艺、中国科学院山西煤化所和中国科学院过程工程研究
所的“煤拔头工艺”，以及西北大学、西安科技大学等正开发的催化加氢热解及其新型多联产技术等。
一、我国热解技术的发展历程
我国煤炭热解技术开发和研究的第1个阶段始于20世纪50,60年代，建造了上吸式炉、水平铁甑等热解装置。中国科学院与大连第一发电厂、长春汽车制造公司联合开发
“燃烧与固体热载体炉前干馏半工业试验,并取得了初步试验成果。北京石油学院、上海电业局的研究人员也开发了流化床快速热解工艺,并进行了10t/d 规模的中试。
20世纪60年代中期到70年代末是我国煤炭热解工艺发展的第2个阶段。大连工学院聂恒锐等人研究开发了辐射炉快速热解工艺,经实验室研究和放大规模试验,于1979年建立了15t/d规模的工业示范厂,1983 年进行了以吉林舒兰褐煤为原料的连续运转试验,并对该工艺所产焦油和焦渣的组成及性质进行了分析研究。
20世纪80,90年代初期是我国煤炭热解技术发展的第3个阶段。这一阶段,从事煤炭热解的科研单位逐渐增多,大连工学院的郭树才等人研究开发了固体热载体新法干馏工艺。在实验室建立了10kg/h 规模的实验装置,并对平庄、大雁、黄县等多种褐煤和油页岩进行了大量的试验研究,并在内蒙古的平庄建起了515万t/a 规模的褐煤新法干馏工业示范厂。
中国科学院山西煤化所曾对灵武煤进行了固体热载体快速热解的微型试验和评价,原华东化工学院进行了固定床加氢热解的实验研究。北京煤化所开发的MRF热解工艺,先后建立了1、10、100kg/h规模的一系列实验室热解装置,对先锋、大雁、扎莱诺尔、天祝、东胜等煤进行了大量的热解试验,系统地分析了半焦、焦油和煤气的性质,并对半焦和焦油的加工利用途径进行了研究,于20世纪90 年代初
在内蒙古海拉尔建起了2万t/a规模的褐煤MRF热解工业示范厂。21世纪以来，国内煤炭低温热解技术开发进一步趋向工业化、大型化和多联产新技术方向发展。
二、低温热解的方法和类型
煤的低温热解按加热方式分为外热式，内热式和内外热结合式;按煤料的形态有块煤、型煤与粉煤三种;按供热介质不同可分为气体热载体和固体热载体二种;按煤的运动状态可分为固定床、移动床、流化床和气流床等。
外热式热效率低，煤料加热不均，挥发产物发生二次分解严重;内热式工艺克服了外热式的缺点，借助热载体(根据供热介质不同又分为气体热载体和固体热载体)把热量直接传递给煤料，受热后的煤发生热解反应。气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧的烟气引入热解室，代表性的有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等;固
体热载体热解工艺则利用高温半焦或其他的高温固体物料与煤在热解室内混合，利用热载体的显热将煤进行热解。与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了煤热解析出的挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷。比较而言，在能获得高温固体热源的情况下，固体热载体热解工艺优势明显。
1(连续式外热立式炉
烟煤连续地由炭化室顶部的辅助煤箱加入炭化室，生成的热半焦排入底部的排料箱，炭化过程中底部通入水蒸气冷却半焦，并生成部分水煤气，水煤气与干馏气由上升管引出，典型代表是伍德炉。
2(连续式内热立式炉
煤在炉中不断下行，热气流逆向通入进行加热。粉状褐煤和烟煤需预先压块。煤在炉内移动过程分成三段:干燥段，干馏段和焦炭冷却段，故又名三段炉。用于加热的热废气分别由上、下二个独立燃烧室燃烧净煤气供给、煤在干馏炉内被加热到500,850?。典型代表是鲁奇低温干馏炉。
3.连续式内外热立式炉
该干馏炉由炭化室、燃烧室及位于一侧的上下蓄热室组成。煤料由上部加入干馏室，干馏所需的热量主要由炉墙传入。加热用燃料为发生炉煤气或回炉干馏气，煤气在立火道燃烧后的废气交替进入上下蓄热室。在干馏室下部吹入回炉煤气，既回收热半焦的热量又促使煤料受热均匀，此炉的煤干馏热耗量较低。典型代表是考伯斯炉。 4.固体热载体干馏法
采用固体热载体进行煤干馏，加热速度快，单元设备生产能力大。美国Toscoal法用已加热的瓷球作为热载体，使煤在500?进行低温干馏。德国鲁奇—鲁尔煤气工艺采用热半焦为热载体，预热的空气在气流加热管让部分半焦燃烧，使热载体达到需要的温度。沉降分离室使燃烧气体与半焦热载体分离，分离热半焦与原煤在混合器内混合，混合的煤料在炭化室内进一步进行干馏。部分热焦粉作为产品由炭化室排出，其余部分返回气流加热
管循环。生产能力达1600t/d，产品半焦作为炼焦配煤原料。国内大连理工大学等单位开发的煤新法固体热载体干馏技术在原理上与国外技术相似。
5.加氢干馏工艺
加氢气化法的基础研究从1944年开始。1966年以后，美国煤炭科学研究院在美国煤气协会的支援下，开始从事煤加氢气化工艺的研究。他们建立了原料煤处理能力75t/d的半工业性试验装置，1971年秋开始运转。在工艺流程中，反应器分4段，各段的反应条件有严格的差别，分别进行干燥、干馏、加氢裂解和发生炉煤气反应等。加氢热解可明显增加烃类气体和轻油的产率，代表工艺有Coalcon加氢干馏工艺与CS-SRT加氢干馏工艺。例如后一工艺是以生产高热值合成天然气为目的，同时可制取轻质芳烃(BTX)，干馏残炭用于制氢。该工艺的煤转化率可达
60,65,，其中甲烷和乙烷约30,，BTX8,10,，轻油1,3,。
三、国外典型热解技术开发与研究
1.Garrent工艺
Garrent工艺最初由美国Garrent公司开发，其工艺过程为:将煤粉碎至200目以下，用高温半焦(650?-870?)作为热载体，将煤粉在两秒钟内加热到500?以上，由于停留时间很短，有效地防止了焦油的二次分解。高挥发分的烟煤在此温度下的油产率最高可达干煤的35%。该工艺用部分半焦作为热载体实现煤的快速加热，有效地防止了焦油的二次分解;但生成的焦油和细颗粒的半焦附着在旋风分离器和冷却管路的内壁，影响系统的长期运行。
2. TOSCOAL工艺
TOSCOAL工艺是由美国油页岩公司开发的用陶瓷球作为热载体的煤炭低温热解方法，其工艺流程如图1所示。将6mm 以下的粉煤加入提升管中，利用热烟气将其预热进入旋转滚筒与被加热的高温瓷球混合，热解温度保持在300?。煤气与焦油蒸气由分离器的顶部排出，进入气液分离器进一步分离;热球与半焦通过分离器内的转鼓分离，细的焦渣落入筛下，瓷球通过斗式提升机送入球加热器循环使用。由于瓷球被反复加热循环使
用，在磨损性上存在问题;此外，粘结性煤在热解过程中会粘附在瓷球上，因此仅有非粘结性煤和弱粘结性煤可用于该工艺。
图1 TOSCOAL工艺流程示意图
3. 鲁奇和鲁尔公司开发的LR工艺
鲁奇和鲁尔公司开发的LR工艺流程如图2所示。煤与循环热半焦一起在机械
搅拌的干馏炉中混合，干馏温度为480?-570?，产生的半焦一部分用作燃料，一部分被循环使用，煤气与焦油蒸气进入分离系统进行分离。该工艺利用部分循环半焦与煤进行热交换，而且燃烧热解气体用于煤的干燥，因此整个过程具有较高的热效率。但由于大量焦渣颗排出，如用粘结性煤，则会因焦油和粒子的凝集而引起故障;该工艺采用机械搅拌对煤和热半焦进行混合，磨损和设备放大等方面存在问题。该工艺也适合于用砂子作为热载体将重油热解的过程，并在德国、日本、中国等国家已建成使用。
图2 鲁奇和鲁尔公司的LR工艺流程示意图
4. 日本煤炭快速热解技术
日本煤炭快速热解技术采用的反应器为两段气流床，上段用于煤粉干馏，下段用于半焦气化。下部半焦气化段的作用是为上部煤粉热解提供热量，以及分离和排出半焦中的灰(主要是以液态排渣形式排出)，其结构如图3所示。
日本煤炭快速热解工艺流程如图4所示。原料经干燥，并被磨细到80%小于0.074mm后，用氮气或热解产生的气体密相输送，经加料器喷入反应的热解段，由下段所生高温气快速加使之在600?,950?和0.3MPa下于几秒内快速热解，产生气态和液态产物和固体半焦。在热解段内，气态和固态产物同时向上流动，固体半焦经高温旋风分离器从高温气体中分离出来后，部分返回反应器的气化段与氧气和水蒸1500?,1650?和0.3MPa下发生气化反应。其余半焦经换热器回收余热，作为固体半焦产品。高温气体经间接式换热器回收余热后，再经脱苯、脱硫、脱氨以及其它净化处理后，作为气态产品。煤气冷却过程中产生的焦油和净化过程中产生苯类作为主要液态产品，工艺流程见图4。该技术的特点是可最大限度的从煤中获得气态和液体产物。于2001年已完成中间试验研究。
图3 日本煤炭快速热解反应器
图4 日本煤炭快速热解工艺流程示意图
5. 英国的Cranfield 大学耦合多联产工艺
英国的Cranfield大学设计了气化/燃烧/热解耦合的多联产系统用来处理油页岩,如图5所示。一定量的油页岩(粒径大于6mm)分别送到气化炉和干馏炉,气化炉用空气气化,产生低热值煤气送往燃气轮机发电。未气化的油页岩及小于6mm 的细
颗粒油页岩被送到循环流化床燃烧炉,产生蒸汽带动蒸汽轮机发电。干馏炉的热量来自循环流化床的循环灰,干馏温度通过循环倍率和循环灰温度控制。干馏炉产生的中热值煤气(20,24MJ/kg)可用于燃气轮机发电或作为合成气源,也可代替天然气用作电站燃料。干馏产生的油页岩半焦送到循环流化床燃烧。该工艺遇到的技术难题为:来自旋风分离器的循环物料的流动控制技术;煤气的高温净化技术等。虽然难度较大,但已计划建立一座40MW的试验性电站,用于验证这种油页岩电站系统(OSITGS)的可行性。
图5 油页岩的多联产系统示意图
四、国内典型热解技术开发与研究
1. 气体热载体直立炉工艺
国内在鲁奇三段炉的基础上,开发了不同类型的内热立式干馏炉，主要用于低变质煤低温热解,热载体以气体为主,不适用于中等粘结性或高粘结性的烟煤。三段炉流程如图6所示。20,80mm的褐煤或型煤沿炉中下行,气流逆向通入进行热解。对粉状的褐煤和烟煤要预先压块,热解过程分为上、中、下三段即干燥和预热段、热解段、半焦冷却段。在上段循环热气流把煤干燥并预热到150?;在中段热气流把煤加热到500,850?,进行热解。在下段半焦被循环气流冷却到100,150?,最后排出。
图6 三段炉流程图
在我国的对三段炉的改造设计中,比较有代表性的是陕西神木县三江煤化工有限责任公司设计的SJ低温干馏方炉，其工艺流程如图7所示。
图7 SJ 低温干馏工艺流程
2.多段回转炉热解工艺(MRF工艺)
多段回转炉热解(MRF)工艺是针对我国年青煤的综合利用而开发的一项技术,通过多段串联回转炉,对年青煤进行干燥、热解、增炭等不同阶段的热加工,最终获得较高产率的焦油、中热值煤气及优质半焦，其工艺流程如图8所示。
中国煤炭科学研究总院北京煤化所多段回转炉热解工艺的主体是3台串联的卧式回转炉。制备好的原煤(6,30mm)在干燥炉内直接干燥,脱水率不小于70%。干燥煤在热解炉中被间接加热。热解温度550,750?,热解挥发产物从专设的管道导出,经冷凝回收焦油。热半焦在三段熄焦炉中用水冷却排出。除主体工艺外，还包括原
料煤储备、焦油分离及储存、煤气净化、半焦筛分及储存等生产单元，工艺流程如图3所示。该工艺的目标产品是优质半焦,煤料在热解炉里最终热解温度为750?,半焦产率为湿原料煤的42.3% ,是干煤的69.3%,产油率为干热解煤的2.5% ,约为该煤葛金焦油产率的44 %。用该工艺分别对先锋、大雁、神木、天祝各煤种进行了测试,并研究了干馏的半焦特性数据。MRF工艺以建立中小型生产规模为主,采用并联工艺。工艺规模已经达到60t/d ,达到工业试验规模设计,并且在内蒙古海拉尔市建有5.5万t/a 的工业示范厂。
图8 MRF 工艺流程示意图
3. 固体热载体煤低温热解DG工艺
大连理工大学开发成功的固体热载体新法干馏DG工艺流程如图9所示。该工艺主要由煤干燥及提升、半焦流化燃烧及提升、煤焦混合、煤干馏、焦油及煤气的回收系统等部
分组成。热解产生的半焦为热载体,存于集合槽。将小于6mm的粉煤和半焦槽800 ?的粉煤焦按一定的焦煤比分别经给料器进入混合器,混和温度550,650 ?。热解半焦在提升过程中加热，通过半焦储槽后进入反应器循环使用。由于混合迅速而均匀,物料粒度小,高温的半焦将热量传给原料粒子,加热速度很快,煤可发生快速热分解反应。由于煤粒热解产生的挥发物引出很快,二次热解作用较轻,故新法干馏煤焦油产率较高。该技术在平庄建成了处理褐煤的能力为150t/d的固体热载体热解的工业试验装置，并成功完成了工业化联动运行，煤气质量达到了城市煤气要求。
图9 大连理工大学DG工艺流程示意图
4、济南锅炉厂循环流化床固体热载体“热电煤气多联产”工艺(BJY工艺)
济南锅炉厂朱国防等开发了以循环流化床循环灰作为固体热载体将煤热解的“多联产”工艺，于1992年建成了干馏煤量150kg/h的热态试验装置并对包括烟煤和褐煤的5
个煤种进行了试验。在此基础上济南锅炉厂与北京水利电力经济研究所等单位合作于1995年在辽源市进行了工业性试验。工艺过程如图10所示。用35t/h循环流化床锅炉与移动床干馏炉匹配, 干馏炉的处理能力为615t/h,占锅炉总耗煤量的80 %。灰的循环系统采用双回路,一路引入干馏炉作为固体热载体与煤进行热交换后变成半焦进入炉膛,另一路直接返回循环流化床锅炉炉膛。其作用一是当干馏系统停止，时锅炉可正常运行;二是对进入干馏炉的灰量进行调节,以满足干馏原煤时的热量平衡。由于该工艺中热解半焦要通过半焦绞龙向上输送回燃烧室内，往往会发生半焦输送阀磨损、管路堵塞等故障。
图10 济南锅炉厂循环流化床循环灰作为固体热载体的,“热电煤气多联产”工艺示意图 5、中国科学院过程工程研究所“煤拔头”工艺(BT工艺) 中国科学院过程工程研究所开发的“煤拔头”工艺，如图11所示。煤炭的拔
头工艺核心是实现煤炭的分级转化,在煤炭发电燃烧之前经过快速热解、快速分离和快速冷却,回收煤炭中挥发分,实现焦油和煤气的优先利用,半焦等固体产品发电。该工艺目前主要设计是配合电厂运行,用低变质煤富产焦油。“煤拔头—煤炭综合利用新工艺”项目是国家“863”计划重点支持的科技项目,由已经在中国科学院过程工程研究所完成了小试,取得了技术路线、工艺特点、关键技术和工艺参数实验室阶段的研究成果。该工艺由下行床与循环流化床的耦合实现。煤粉从下行床的顶部加入,与来自提升管的循环热会强烈混合升
温,在常压、较低温度(550,700 ?) 、无氢气、无催化剂的条件下,实现快速热解。生成的气相产品在下行管的底部通过快速分离器分离后,进入急冷器进行快速冷却,最终得到液体产品。
煤拔头技术的工艺特点是:条件温和,工艺简单,在常压与中温条件下从煤中提
取煤焦油;系统集成,使目前国际循环流化床的快速床与下行床有机结合应用在一起;能够最优地转化提取煤中有效组分,实现高价值产品的加工。关键技术体现在快速热解、快速分离与快速冷却三方面,提高热解温度、加热速率,降低停留时间,实现液体产品的轻质化与气固快速分离。在完成8kg/h 实验室试验的基础上,与哈尔滨
工业大学能源科学与工程学院进行中试方面合作,在设备制造方面与哈尔滨红光锅炉集团进行合作,其35t/h循环流化床正在设计中。
图11 “煤拔头”工艺流程示意图
图12 中科院山西煤化所基于循环流化床的煤热解多联产工艺流程示意图
中科山西煤化所在煤拔头工艺上也开展了自己的研究工作,其以获取焦油为目的,配合联合循环发电的煤拔头项目,目前正在陕西府谷建设的处理量为10 t/ h的中试装置正在调试中,预计2007 年8 月开始中试试验的运转。
6、浙江大学流化床热解联产工艺(ZDL工艺)
浙江大学流化床热解多联产技术工艺技术流程如图13所示。系统由燃烧室、气化炉、返料器、汽水系统、煤气净化系统和焦油回收系统等部分组成,主要用于完成热解、气化、燃烧分级转化、焦油收集等工艺。煤首先进入气化炉内热解,产生的煤气经净化后,一部分输出民用,另一部分送入流化床气化炉作为流化介质。气化炉中的半焦及放热后的循环热灰通过返料装置进入循环流化床锅炉,半焦燃烧产生的蒸汽用于发电、供热;气化炉
内煤热解反应所需热量由循环流化床锅炉的循环热灰提供,流化介质采用的是低温净化后的再循环煤气或过热蒸汽。该技术的关键是保证大量固体循环物料在流化床锅炉燃烧室和气化炉之间循环而没有气体串通。
图13 浙江大学流化床热解联产工艺
7.国内外不同技术工艺比较
表1,3从原料煤要求、目标产品、工艺原理和工艺开发程度等方面对国内煤低温热解技术进行了比较。
由表1可知，我国目前的热解和以热解为基础的联产工艺,所用煤种大多采用不黏结煤或弱黏结煤,其中试验褐煤的工艺多于烟煤的工艺。除SJ低温干馏工艺为块煤进料外,其余工艺基本上采用煤粉进料。从能源的利用效率和工业化等方面考虑。粉煤热解技术是今后煤热解技术的发展方向。
当前技术的发展趋势是连续式、大规模的、内热式循环流化装置。考虑到资源的综合利用,热载体因传热速度、热量利用等原因大多都为固体热载体半焦或循环热灰。考虑到焦油等产品的收率,各种工艺的最优操作温度大多为500,600 ?。在热解速度方面,快速热解可以短时间获得产品,并抑制焦油的二次裂解,加氢热解将是进一步研究的开发的重要方向。对目前现有工艺的优缺点分析和改进建议见表3。
五、展望及建议
1、从减少温室效应气体、提高煤的综合利用效率和社会经济效益考虑，以煤热解技术为中心的多联产集成技术是煤化工发展最富有前景的方向。
2、将煤按质量和结构特性进行分级利用，如适合燃烧直接作为燃料用，适合液化作为液化用，适合热解和精细梯级加工利用的主要作为热解多联产用。对热解为中心的多联产应从区域资源特点进行化工多联产“园区式”规划，不宜过多按各技术单元考虑产品的异地应用。热解所产的粉状半焦宜在园区内经气化后，再转化
为甲醇、纳米炭材料(催化剂载体，燃料脱硫和脱氮用吸附剂或催化剂等)等;宜将煤气化与煤气化结合，经变换等反应以获得煤焦油加氢所需的氢。
煤低温干馏(图)
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80,100m3/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)。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/m3。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,。 L-R法工艺流程(图2)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
天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 。
M.A.Elliott ed.，Chemistry of Coal Utilization，2nd Sup.vol.， John Wiley & Sons， New York，1981.
低温煤干馏生产工艺 背景技术 现有煤干馏工艺，采用内燃外热式，这样的干馏工艺温度控制相对较高，干馏炉处理量相对较低，且加热不均匀，使焦油产率较低。 为了解决上述存在的问题，本发明的发明目的是提供一种在煤干馏过程中，最大化的回收煤焦油的低温煤干馏生产工艺。 本技术方案是这样实现的：低温煤干馏生产工艺，包括如下步骤： 1、选取原料煤：煤种为烟煤和长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤，粒度为20mm 。—120mm； 2、原料煤从炉顶煤斗加入，通过2个放料滚筒进入4个辅助煤箱，通过辅助煤箱分料进入炉项部，再通过炉顶部安装的集气阵伞再次分料；将入炉的原料煤均匀分布在干馏炉大空腔截面上； 3、原料煤首先进入干燥段，即炉顶集气阵伞段，利用干馏段从煤块间上升的热气流对进炉的原料煤预热，预热后的气体通过集气阵伞的收集，由炉顶部2 个上升管导出炉顶，由上升管导出的气体为荒煤气； 4、原料煤经干燥段预加热后下移进入干馏段，温度逐渐提高，运行温度控制在100℃一550℃，运行时间约4小时，煤在550℃前完 成煤的低温干馏，煤 焦油在550℃完全析出，半焦的挥发份在6％以下，炉料在下移过程中继续升温 进入加热区，加热区温度调控在700-800℃之间使半焦挥发份降到6％
以下； 5、原料煤逐渐下移进入冷却段，炉底部安装水冷夹套式排焦箱，高温半焦 通过水冷夹套排焦箱，将部分余热由水冷夹套循环水带走，高温半焦下降进入导焦槽，导焦槽下部浸入水封槽水中，高温半焦浸入水中熄灭并产生大量水蒸气，水蒸气上升与高温半焦结合产生大量水煤气，水煤气对高温半焦换热，半焦冷却降温，水煤气加热后上升进入干馏段加热段与加热气体混合对炉料加热； 6、通过调控加热空气量和煤气量的方法调控加热段的加热温度，加热段的 温度控制在700-800。C，空气与煤气的稀释比量在1：1．5至1：2．0之间，通过调控稀释比的方法调整加热温度，煤气与空气的总气量以及推焦机的速度决定干馏炉炉顶煤气温度，同时使炉料在550℃前有4小时以上停留时间，炉温由 热电偶测试。 低温干馏炉入炉煤和生产的半焦比为l．65：1至1．75：1，焦油回收率在80％以上，煤气热值不低于1970千卡／Nm3。 所述的生产操作过程中的荒煤气的出口温度控制在80一120℃范围内。 与现有技术相比本发明的有益效果是： 1、本低温煤干馏生产工艺采用内燃内热加热方式，炉内设计为大空腔，延长低温干馏时间，并采用集气阵伞、支管混合器配合布气花
煤的干馏热解气化 1.干馏 以往都是人们利用煤炭资源时都是采用的直接燃烧方式来获取所需的热能量，这种方式获取的可利用能量少，而且还污染环境，因此再次基础上人们对煤进行干馏获取它的产物再利用，不仅可以充分利用其中的热能量，更加比之前环保。 1.1煤干馏的定义 煤干馏是指煤是指煤在隔绝空气条件下加热，使煤中的有机物受热逐渐分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。 1.2煤干馏的过程[1] 煤干馏过程主要经历如下变化；当煤料的温度高于100度时，煤中水分蒸发出来；温度升高到200度以上时，煤中结合水释放出来；高达350度以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400~500度大部分煤气和焦油都析出，称一次分解产物，在450~550度，热分解继续进行，残留物之间变稠并固化形成半焦；高于550度，半焦继续分解，析出体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接
触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。 1.3煤干馏的产物、产率及分类[1] 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。 1.4煤干馏的应用[1] 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、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源。工业上应用最广、产品最多的是高温干馏。工业上炼焦的原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。焦炭主要用于冶金工业，其中又以炼铁为主，它在生铁成本中约占
煤的低温干馏 它主要指煤在干馏终温500～700℃的过程。中国一些城市目前还使用中温干馏炉（700～900℃）生产城市煤气，故也编入本节。 煤低温干馏始于19世纪。二次世界大战期间，德国利用低温干馏焦油制取动力燃料。战后由于廉价石油的冲击，使低温干馏工业陷于停滞。当今，单一的煤低温干馏已不多见，但从能源以及化工考虑，它还是得到一定的发展。煤低温干馏可以得到煤气、焦油和残渣半焦。这过程相当于使煤经过部分气化和液化，把煤中富氢的部分以液态和气态的能源或化工原料产出。而且低温干馏过程比煤的气化和直接液化简单得多，加工条件温和，若低温干馏产品能找到较好的利用途径，煤的低温干馏今后还是有竞争力的。另外煤的低温干馏技术已成为其它工艺的组成部分而得到发展，例如煤的加氢干馏等。 适合于低温干馏的煤是无粘结性的非炼焦用煤、褐煤或高挥发分烟煤。中国这类煤储量丰富，目前主要用于直接燃烧，若能通过低温干馏回收煤气与焦油，可使煤得到有效的综合利用。
1．低温干馏的产品性质 前已述及烟煤低温干馏的产品产率、组成和性质与高温干馏有很大区别，见表6-1-03和6-1-04。干馏半焦的性质列于表6-1-09。可见半焦的反应性与比电阻比高温焦高得多，而且煤的变质程度越低，其反应性和比电阻越高。半焦的高比电阻特性，使它成为铁合金生产的优良原料。半焦硫含量比原煤低，反应性高，燃点低（250℃左右）是优质的燃料，也适合用于制造活性炭，炭分子筛和还原剂等。 2．煤低温干馏工艺 低温干馏的方法和类型很多，按加热方式有外热式，内热式和内外热结合式；按煤料的形态有块煤、型煤与粉煤三种；按供热介质不同又有气体热载体和固体热载体二种；按煤的运动状态又分为固定床、移动床、流化床和气流床等。这里仅简介几种。 ⑴连续式外热立式炉 目前国内仍用来制取城市煤气的伍德炉示于图6-1-02。烟煤连续地由炭化室顶部的辅助煤箱加入炭化室，生成的热半焦排入底部的排料箱，炭化过程中底部通入水蒸气冷却半焦，并生成部分水煤气，水煤气与干馏气由上升管引出。2080mm伍德炉的每个干馏室处理煤约8t/d。加热煤气是用自产半焦在炉侧发
一、 褐煤低温干馏（热解）加工的生产工艺介绍 3.1 低温煤干馏（热解）加工的主要工艺 煤热解工艺按照不同的工艺特征有多种分类方法。 按气氛分为惰性气氛热解(不加催化剂)，加氢热解和催化加氢热解。 按热解温度分为低温热解即温和热解(500～650℃)、中温热解(650～800℃)、高温热解(900一l000℃)和超高温热解(>1200℃)。 按加热速度分为慢速(3～5℃／min)、中速(5～100℃／s)、快速(500～105℃／s)热解和闪裂僻(>106℃／s)。 按加热方式分为外热式、内热式和内外并热式热解。 根据热载体的类型分为固体热载体、气体热载体和固一气热载体热解。 根据煤料在反应器内的密集程度分为密相床和稀相床两类。 依固体物料的运行状态分为固定床、流化床、气流床，滚动床。 依反应器内压强分为常压和加压两类。 而且煤热解工艺的选择取决于对目标产品的要求，并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制技术水平以及最终的经济效益。慢速热解如煤的炼焦过程，其热解目的是获得最大产率的
固体产品――焦炭；而中速、快速和闪速热解包括加氢热解的主要目的是获得最大产率的挥发产品――焦油或煤气等化工原料，从而达到通过煤的热解将煤定向转化的目的。 表3—1 目标产品与相应的工艺条件 上表列出了目标产品与一般所相应采用的热解温度、加热速度、加热方式和挥发物的导出及冷却速率等工艺条件。 到目前为止，国内外研究开发出了多种各具特色的煤热解工艺方法，有的处于试验室研究阶段，有的进入中试实验阶段，也有的达到了工业化生产阶段如鲁奇～鲁尔煤气公司法、COED 法、Toscoal法等。下面将其中的典型热解方法加以介绍。 3.1.1国外低温煤干馏的加工工艺 (一)鲁奇～鲁尔煤气公司法(Lurgi Ruhrgas) 1．工艺简介 该法是由Lurgi GmbH公司(联邦德国)和Ruhrgas AG公司(美国)开发研究的。 其工艺流程为粒度小于5mm的煤粉与焦炭热载体混合之后，在重力移动床直立反应器中进行干馏。 产生的煤气和焦油蒸气引至气体净化和焦油回收系统，循环的焦炭部分离开直立炉用风动输送机提升加热，并与废气分离后作为热载体再返回到直立炉。在常压下进行热解得到热值为26～32MJ／m3的煤气、半焦以及煤基原油，后者是焦油产品经过加氢制得。 2．开发应用状况 此工艺过程在日处理能力12t煤的装置上已经掌握，并建立了日处理250t煤的试验装置以及日处理800t煤的工业装置。 (二)COED法 1．工艺简介 该工艺由美国FMC和OCR联合开发，采用低压、多段、流化床煤干馏工艺流程。 平均粒度为0.2mm的原料，顺序通过四个串联的反应器，其中第一级反应器起煤的干燥和预热的作用，在最后一级反应器中，用水蒸气和氧的混合物对中间反应器中产生的半焦进行部分气化。气化产生的煤气作为热解反应器和干燥器的热载体和流化介质。借助于固相和气相逆流流动，使反应区根据煤脱气程度的要求提高温度，有力地控制热解过程的进行。热解在压力35～70kPa下进行。最终产品为半焦、中热值(15－18MJ／m3)煤气以及煤基原油，后者是用热解液体产品在压力17－21MPa下催化(Ni-Mo)加氢制得的。 2．开发应用状况 该工艺已有日处理能力36t煤的中间装置，并附有油加工设备。 (三)CSIRO工艺
第二章煤的低温干馏 1．煤干馏过程简介 煤的干馏又称为煤的热解，是煤化工的重要过程之一。它指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同，可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。 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80～100m3/t（原料煤）。 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）。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
干馏 一、煤干馏的定义 油、粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏(也称焦化或热解)。按加热终温的不同。 二、煤干馏的分类 按加热终温的不同，可分为种：500～600 oC为低温干馏；700～900 oC为中温干馏；900～1100℃为高温干馏。 三、煤的低温干馏及其发展 煤炭低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡。l9世纪末因电灯的发明，煤低温干馏趋衰落。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，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。中国陕北、内蒙以及云贵等地区分布有大量低变质煤，如褐煤和长焰煤。具有资源贮量大、埋层浅、煤质好、开采成本低、反应性好等特点，有利于实施煤热解提取焦油。提取煤中的焦油，并对高附加值的副产品半焦和煤气进行综合利用，是中国大量低变质煤高效、环保利用的一条有效途径。 1 低温干馏技术现状 煤的干馏技术除了按干馏温度分类以外，还有其他多种分类方法：按照气氛可分为惰性气氛热解 (不加催化剂)，加氢热解和催化加氢热解；按加热速度可分为慢速热解、中速热解、快速热解和闪裂解；按加热方式可分为外热式、内热式和内外并热式热解；按热载体的类型可分为固体热载体、气体热载体和气一固热载体热解；按固体物料的运行状态可分为固定床、流化床和气流床；按反应器操作压力可分为常压和加压等。煤热解工艺的选择取决于对产品的要求，并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制水平及最终的经济效益等。到目前为止，国内外研究开发出多种各具特色的煤干馏技术，有的处于试验室研究阶段，有的进入中试阶段，也有的达到了工业化阶段。 2 低温干馏技术发展趋势 （1）原料粉煤化。装置大型化 （2 ）提高油收率，改善油品质 （3）实现多联产，提高能源转化效率 四、煤低温干馏的产物及产率 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。 煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。 五、低温产物的影响因素 1、原煤料 煤的种类不同，则煤的结构不同，其产物便不同。
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。
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。 现阶段，本单位所选用的煤炭低温干馏技术，除了与国家规模要求相满足之外，较之单炉生产，还可达到节省生产成本的目的。但针对此工艺来讲，却存在 如下突出问题或不足：其一，干馏与干燥气体的热载体存在严重不足，造成出炉 煤气有着比较低的热值；其二，由于所选用的是水封冷却出焦方式，因而能够产 生许多的熄焦高温废水；其三，通常情况下，需要燃烧许多的煤气，以此达到烘 干半焦的目的；其四，为了从根本上保障气体热载体能够比较顺利的通过煤料， 一般情况下，在选择原料时，仅能选块煤；其五，在向干馏炉当中进行加料时， 存在着一定的粉尘问题。 2.煤炭低温干馏工艺技术的改进 相比于传统的气体热载体技术，固体热载体干馏技术除了可以较好的防止煤 干馏的挥发产物被烟气稀释，从而促进冷却系统整体负荷的降低之外，还能较好 的将气体热载体技术所存在的问题或不足给克服掉，实为一种市场前景比较广阔
石油的干馏原理和操作方法 石油的干馏是指通过升高温度，将石油中的不同成分分离出来的过程。石油是由含碳氢化合物组成的混合物，根据其沸点的不同，可以将其分解为不同的组分，如汽油、柴油、液化石油气、煤沥青等。 干馏操作通常在炼油厂的精炼塔中进行。炼油厂首先将原油经过初步的处理，如去除杂质、除水、除气体等，然后将原油送入干馏塔。干馏塔是一个巨大的垂直塔，内部设置有多个平台和分几种不同高度的温度控制区域。 在干馏过程中，原油会首先被加热至高温。最轻质的成分，如液化石油气和天然气，在低温下就会蒸发出来，上升到干馏塔的顶部，然后冷凝为液体，通过管道收集。接下来是轻质的燃料油，如汽油和柴油，它们在高温下开始蒸发，上升到干馏塔中部，然后冷凝和收集。 随着温度的升高，重质油料开始蒸发并上升。这些重质油料通过干馏塔内的不同控制区域，逐渐分解为更重的成分，如煤沥青。最重质的成分会沉淀在干馏塔的底部，形成煤沥青。 干馏过程中，对温度的控制非常重要。温度的升高速度和干馏塔内各个区域的温度分布需要精确控制，以确保每个组分的分离效果。此外，干馏塔内部的设计也需要考虑，以保证热量的均匀分布和有效的分离。
除了干馏塔，还有其他辅助设备和工艺用于石油干馏过程。例如，在干馏塔下方有一个冷凝器，用于将蒸发的气体冷凝为液体。还有一套分离装置，用于将液体分离出不同的组分。这些设备和工艺的设计和操作也需要严格控制，以确保干馏过程的顺利进行。 总之，石油的干馏是一种通过升高温度将原油中的不同成分分离出来的过程。它通过控制温度和使用适当的设备和工艺，可以将原油分解为不同的产品。干馏过程对炼油厂来说非常重要，它是生产各种石油产品的基础。
煤的低温干馏反应机理的探究 煤是一种重要的化石燃料，广泛应用于能源、化工等领域。然而，煤的高温燃 烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境造成严重污染。因此，研究煤的低温干馏反应机理，寻找更加环保和高效的煤利用方式，具有重要的意义。 煤的低温干馏是指在较低温度下，通过热解和分解反应将煤转化为液体和气体 产物的过程。这一过程主要发生在200-500摄氏度的温度范围内。煤的低温干馏反 应机理的探究，可以帮助我们理解煤的结构和性质，为煤的高效利用提供理论依据。 煤的低温干馏反应机理涉及多个步骤，其中最主要的是热解和分解反应。热解 是指煤中的有机质在高温条件下发生裂解，产生液体和气体产物。分解是指煤中的有机质在较低温度下发生分解，产生小分子化合物。这两个反应过程是相互关联的，共同影响煤的转化效率和产物分布。 煤的低温干馏反应机理的探究需要从煤的结构和组成入手。煤主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，其中碳是最主要的元素。煤的结构复杂，由有机质和无机质组成。有机质是煤中最重要的组分，包括干馏分、焦油和气体产物。干馏分是煤中的主要燃料，焦油是煤中的主要液体产物，气体产物主要包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。 煤的低温干馏反应机理的探究还需要考虑煤的热解动力学。热解动力学是指煤 在一定温度下的热解速率和反应活化能。研究表明，煤的热解速率随着温度的升高而增加，反应活化能则随着煤的不同组分而变化。通过实验和模拟计算，可以确定煤的热解动力学参数，进一步揭示煤的低温干馏反应机理。 煤的低温干馏反应机理的探究还需要考虑煤的催化作用。研究表明，添加适量 的催化剂可以显著提高煤的转化效率和产物分布。催化剂可以降低煤的热解温度，加速热解反应速率，并调控产物的生成。常用的催化剂包括金属氧化物、酸性氧化
对低阶煤的格金低温干馏实验中存在问题的探讨 摘要 本文探讨了低阶煤的格金低温干馏实验中所存在的问题，通过实验分析和研究结果，得出了一些结论。根据实验结果，当地下煤的湿度超过一定程度时，格金低温干馏实验会出现问题。此外，当煤颗粒尺寸有较大差异时，格金低温干馏也会受影响。本文还介绍了几种可能的解决方法，为提高煤的干馏效率提供启发，解决格金低温干馏实验中存在的问题。 关键词 低阶煤，格金低温干馏，实验问题，解决方法 正文 随着世界能源需求的增加，低阶煤作为重要的能源来源受到了越来越多的关注。格金低温干馏作为一种常用的气化工艺，用于将低阶煤气化，以产生低阶热量。然而，在格金低温干馏实验中存在着一些问题。 首先，在格金低温干馏实验中，地下煤的湿度超过一定程度时，可能会出现问题。当湿度较高时，热量将不可避免地流失，这可能会影响气化效率，从而降低干馏效率。其次，当煤颗粒尺寸有较大差异时，格金低温干馏也会受到影响。当煤颗粒尺寸较大时，它可能会影响格金低温干馏的热能传输，从而影响干馏的效率。 为了解决格金低温干馏实验中的问题，需要采取一些措施。首先，控制干馏温度和时间，以确保正确的气化过程，提高干馏
精度。其次，可以采用一种称为“渗压”的技术来降低湿度，这有助于加快干馏过程，并有效地改善干馏效果。此外，可以使用物理或化学裂解将煤颗粒破碎，以减小煤颗粒尺寸的差异，从而提高干馏效率。 综上所述，本文探讨了格金低温干馏实验中存在的问题，并给出了可能的解决方法，为提高低阶煤的干馏效率提供启发。近年来，研究者们一直在寻求新的方法来改善格金低温干馏实验中存在的问题。其中包括采用光电技术和超声波技术进行煤的精细加工，以分散煤颗粒，有效提高干馏效率。此外，采用热致交联技术可以调节煤的湿度，减少流失的热量，以提高气化效率。 此外，传感技术也可以作为一种有效解决问题的方式，实时监测格金低温干馏实验中的温度、湿度和煤颗粒尺寸等参数，以便对其进行控制和改善。此外，采用人工智能技术可以综合考虑各种参数，优化格金低温干馏实验过程，以提高气化效率。 因此，在格金低温干馏实验中存在的问题可以通过调整实验参数，采用新的技术，应用传感器技术和人工智能技术等方式得到有效的解决。这对于提高低阶煤的干馏效率具有重要意义，也为研究者提供了方法和思路。此外，为了进一步提高格金低温干馏实验中存在的问题，研究者们可以尝试开发新的材料和催化剂，以提高反应速率，改善气化效率。此外，还可以尝试合成新的抗氧化剂和抗氧化剂，以保护活性煤中的热化学特性，以最大程度地延长活性煤的使用寿命。
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。 2.2 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
煤的铝甑低温干馏实验方式 GB／T 480—2000 前言 本标准是按照ISO 647：1974《褐煤—低温干馏法测定焦油、水、气和半焦产率》和GB／T 483—1998《煤炭分析实验方式一般规定》进行修订的，在技术内容上与ISO647等效。 按照GB／T —1993《标准化工作导则第1单元：标准的起草与表述规则第1部份：标准编写的大体规定》和GB／T 483—1998的规定，本次修订，对GB／T 480—1987中的主要技术内容未作变更，规范了标准格式，修改了有关术语、单位、符号，同时增加了前言部份。 本标准从生效之日起，同时期替GB／T 480—1987。 本标准的附录A是标准的附录。 本标准的附录B、附录C是提示的附录。 本标准由国家煤炭工业局提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院北京煤化学研究所。 本标准主要起草人：刘良、李宏图。 本标准委托煤炭科学研究总院北京煤化学研究所负责解释。 本标准1964年第一次发布。 中华人民共和国国家标准 GB／T 480—2000 代替GB／T 480—1987 煤的铝甑低温干馏实验方式 Test for carbonization of coal in aluminum retort 国家质量技术监督局2000-03-16批准 2000-12-01实施 1 范围
本标准规定了铝甑低温干馏实验的方式提要、仪器设备、实验步骤和结果表述。 本标准适用于褐煤和烟煤。 2 引用标准 下列标准所包括的条文，通过在本标准中引用而组成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，利用本标准的各方应探讨利用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 212—1991 煤的工业分析方式 GB／T 218—1996 煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方式 GB 474—1996 煤样的制备方式 GB／T 684—1986 化学试剂甲苯 HG 3-1011—1976 二甲苯 3 方式提要 将煤样装在铝甑中，以必然升温程序加热到510℃，并维持一按时刻，干馏后测定所得焦油、热解水、半焦和煤气的产率。 4 仪器设备 铝甑 铝甑体(图1)； 图1 铝甑体 铝甑盖(图2)；
第一节、概述 概念：煤干馏一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 C；中温干馏：700〜900 C ;高温干馏： 900 〜1100C 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。一氧化碳含量 较高，热值低，氢气、甲烷含量不高（天然气中热值较高的甲烷含量很高）。 用途：本企业的加热燃料和其他，多余的用作民用煤气，用作化学合成原料气。第三节、干馏产品的影响因素 1、原料煤 焦油产率（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/产率\ ，肥煤例外） 焦油成分：酚类：煤阶/,含O量\ ,酚\ 。热解水：煤阶/,含O量\ ,热解 水\。 煤气成分：氨和硫化氢含量与煤中氨和硫的含量和形态有关。 2、加热终温
GB/T480-2010 煤的铝甑低温干馏试验方法 代替GB/T480-2000 Test of low temperature distillation of coal by aluminum retort (ISO 647：1974，Brown coals and lignites--Determination of the yields of tar， water，gas and coke residue by low temperature distiHafion，MOD) 前言 本标准修改采用ISO 647：1974《褐煤低温干馏法测定焦油、水、气和半焦产率》(英文版)。 本标准根据ISO 647：1974重新起草。与ISO 647：1974相比，在结构上有较多调整，附录A中列出了本标准与ISO 647：1974相比章条编号变化对照一览表。 考虑到我国国情，本标准采用时，与ISO 647：1974相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(I)进行了标识，附录B中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。 本标准与IsO 647：1974的主要技术性差异如下： -删除了各项产物产率的计算方法提要； -加热方式仅保留电加热一种，删除了煤气加热方式； -增加了水分测定管、冷凝管和天平的技术要求； -增加了仪器设备装置图、气密性检查方法、对强膨胀性煤预处理方法；一增加了干馏产物导出方式的规定、测定冷凝物中含水量(干馏总水分)的方法和各项产物产率的计算公式；
-删除了煤气产率的计算； -增加了干燥无灰基半焦产率结果基的换算和校正公式； -修改了干馏产物产率测定的精密度。 本标准代替GB/T480--2000《煤的铝甑低温干馏试验方法》，本标准与 GB/T480-2000相比，除编辑性修改外主要技术变化如下： 增加了试验报告(本版第11章)。本标准的附录C为规范性附录，附录A、附录B、附录D和附录E为资料性附录。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院煤炭分析实验室。 本标准主要起草人：李宏图、于光、刘良鲷。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： -GB 480--1964、GB 480—1987、GB／T 480--2000。 本标准2010年09月26日发布 2011年02月01日实施。 1.范围 本标准规定了铝甑低温干馏试验的方法提要、仪器设备、试验步骤和结果表述。 本标准适用于褐煤和烟煤。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然
块煤中低温干馏工艺 一、概述 陕北地域煤炭资源丰硕，总散布面积约27140平方千米，探明储量约1460亿吨，预测总量达6940亿吨，占陕西省煤炭资源的%，占全国煤炭资源的14%。陕北煤田要紧散布在榆林市的府谷、神木、榆阳、横山、定边、靖边等县（区），是世界八大煤田之一。陕北煤田要紧煤种是侏罗纪煤，属弱粘、不粘的低变质煤，具有低灰、低硫、低磷、高挥发分、多发烧量、高活性等特点，是优质的低温干馏、工业气化、液化和动力用煤。低变质煤加工技术要紧包括煤直接燃烧、煤冷加工和煤热加工技术。其中，热加工技术又分为煤转化、煤化学品的制取和煤热提质技术三大类。在热加工技术中，煤低温干馏技术是提高煤炭资源综合利用水平行之有效的方式。这是因为煤低温干馏技术的投资与运行费用较低，效益高，无风险，生产规模可大可小，且资金回收期短，焦油产率尽管不高，但半焦和干馏煤气用途普遍。因此，煤低温干馏技术很适宜在我国进展推行。 煤干馏的基础理论 煤干馏 煤干馏是指煤在隔间空气的条件下受热分解，生成焦炭或半焦、煤焦油、粗苯、煤气等产物的反映进程。按加热终温的不同，煤干馏可分为三种：（1）低温干馏，干馏温度范围：400~700℃； （2）中温干馏，干馏温度范围：700~900℃； （3）高温干馏（或炼焦），干馏温度范围：900~1100℃。 煤干馏产物的产率和组成取决于原煤煤质、炉型结构和热加工条件（主若是干馏温度和干馏时刻）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低而焦油产率高；高温干馏固体产物为
结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低；中温干馏产物的产率那么介于低温干馏和高温干馏之间。 高温干馏要紧用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业取得芳烃的重要来源；低温干馏焦油比高温干馏焦油含有较多的烷烃，是人造石油的重要来源之一。煤干馏进程中生成的煤气要紧成份是氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。 煤的干馏进程 煤在隔间空气的条件下加热时，煤中有机质随温度的提高而发生一系列转变，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转变进程见图1-1。 图1-1 典型烟煤的热解进程示用意 可见，煤热解进程大致可分为三个时期： 第一时期（室温~300℃）：在现在期，煤的外形无转变，脱水发生在120℃前，而脱气（CH4、CO2和N2）大致在200℃前后完成。褐煤在200℃以上发生脱羧基反映，近300℃时开始热解反映，烟煤和无烟煤在这一时期一样没有转变。 第二时期（300~600℃）：这一时期以解聚和分解反映为主，煤粘结成半焦，并发生一系列转变。煤从300℃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。煤气成份除热解水、CO和CO2
粉煤低温干馏技术调研报告 （初稿） 煤基清洁能源项目组 2008年9月
目录 1 低温干馏技术介绍 (1) 1.1 低温干馏炉型分类] (1) 1.2 低温干馏的物料平衡及影响因素 (4) 1.3 低温干馏新技术介绍 (6) 1.4 低温干馏存在问题 (8) 2 低温干馏的煤焦油加工工艺 (9) 2.1 煤焦油常规加工方法 (9) 2.2 煤焦油加氢改质技术 (10) 2.3 榆林版煤制油技术介绍 (11) 2.4 煤焦油加氢改质专利综述 (13) 3 低温干馏的半焦（兰碳或蓝碳）用途介绍 (14) 3.1生产电石 (14) 3.2气化 (15) 3.3 高炉喷煤 (15) 3.4 CFB燃烧相结合的固体热载体煤热解工艺 (17) 4 焦炉煤气利用技术介绍 (18) 4.1城市煤气 (18) 4.2 制氢 (19) 4.3生产甲醇 (20) 5 结论 (21) 6 有待进一步调研内容 (22) 7，产业发展设想（暂略） (22) 附图1 煤低温干馏工艺 (23) 参考文献： (24)
1 低温干馏技术介绍 煤的传统加工方法主要有高温焦化（或炼焦）和低温干馏。高温焦化主要生产炼铁用的焦炭，副产煤焦油/煤气。低温干馏主要生产半焦，副产煤焦油/煤气。二者区别是温度不同，高温焦化温度达到900-1100℃，低温干馏一般在400-600℃。另外区别是低温干馏主要为了取得更多的煤焦油，适合于褐煤和烟煤等含挥发份高的煤种，而高温炼焦或焦化是为了取得尽可能多的炼铁用焦炭，适用于热值高挥发分少硫含量低的优质煤。 1.1 低温干馏炉型分类[1] 1.沸腾床干馏炉。 粉煤沸腾床干馏法是将粒度小于6mm的预先干燥的粉煤连续加入沸腾床，炉子用燃料气和空气燃烧加热，炉内形成沸腾的焦粉床层，煤粉在炉中干馏。焦粉经过一个满流管排出。在气体冷却系统中分出焦油、中油以及燃烧烟气稀释的干馏煤气。 2.气流内热式炉。 气流内热式炉用于褐煤块或型煤低温干馏，鲁奇三段炉属于这种炉型。 3.立式炉干馏生产城市煤气。 利用外热立式炉进行煤干馏，产生煤气热值较高，可供城市煤气之用。 鞍山焦化耐火材料设计院开发的JLW/JLK/JLH-D型立式炉，用于生产中小型煤气厂。大连煤气公司引进了考伯斯（Koppers）立式炉，用抚顺弱粘结性煤生产城市煤气。 4.固体热载体干馏工艺。 固体热载体快速热解煤干馏技术是国际上比较成熟的干馏工艺, 采用固体热载体快速热解最先用于生产城市煤气和半焦, 后来又用于热解原油生产乙烯，该工艺还可以低温干馏油页岩。 该工艺主要是将预热过的煤(100～120℃)和800℃的热载体半焦进行混合, 半焦是干燥煤量的2～6倍。混合后加热至500～700℃送入反应器中进行热解, 热解产物经除尘器去冷却回收系统得焦油、煤气。半焦部分排出,部分去提升管内进行部分燃烧, 继续