[鉴赏]煤的焦化、液化、气化
一、煤的焦化
一、煤的焦化
(一)煤炭焦化的定义
煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950?左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。
(二)烟煤炼焦技术
煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。最终形成焦炭。实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。
1、开燥脱吸阶段:120?以前放出外在水分和内在水分，200?以前析出吸附于煤孔隙中的气体。
2、热解开始阶段:这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300?发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。
3、胶质体产生和固化阶段:大部分黏结性烟煤在350-450?大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。
4、半焦收缩和焦炭形成:500?左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。温度继续升高，700?之前，半焦内释放出的挥发物以
H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。700-950?半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。
二、煤的气化
(一)煤炭气化的定义
煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气,固反应和均相的气相反应。
(二)气化的分类:
目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，: 1、按入炉煤粒度划分的有粉煤(100-200目)气化，小粒度煤(0-10mm)气化、块煤(6-100mm)气化。
2、按煤在炉内状况划分界线的有固定床(或称移动床)气化、流化床(或称沸腾床)气化、气流床气化、熔渣床(或称熔盐床)气化。
3、按气化介质划分的有空气、空气-蒸汽、富氧空气-蒸汽、蒸汽和氢气等。
4、按煤气用途划分的有燃料煤气、城市煤气、高热值煤气、还原气等。
5、按煤气热值划分的有低热值气(1000-1500KCAL/m3)和高热值煤气
(4000KCAL/m3)以上。
6、按排灰方式划分，有固态排渣、液态排渣、灰团聚排渣气化。
7、按操作方式划分，有常压气化和加压气化。
以下主要介绍按煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有:
1、固定床气化:在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化;而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
对煤的要求:对煤种有一定要求，煤的黏结性不能太强，要求使用块煤 2、流化床气化:它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
对煤的要求:对原料煤性质有一定要求，一般要求使用化学反应性好的年轻褐煤、长焰煤和不黏煤，不适用于有黏结性的煤，灰熔融性软化温度(ST)要求较高。
3、气流床气化:它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。对煤的要求:对煤质基本没有要求，适应性广。煤粉在炉内停留1-2S即完成了气化。
4、熔浴床气化:它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。以上均为地面气化，还有地下气化工艺。
三、煤的液化
(一)煤液化的定义
煤的液化就是在一定条件下(温度、压力、催化剂、溶剂、氢气等)将固体煤炭转化为烃类液体燃料和化工原料的过程。
煤炭液化油也叫人造石油，煤和石油都是主要由C、H、O这三种元素构成，但煤的平均分子量大于石油，且H元素含量较低，煤的液化主要指的是使煤的大分子变小，并通过催化加氢而液化，其主要任务是将煤中的H/C比调整至适当的数值。煤炭是重要的能源，储量极为丰富，而石油、天然气储量相对少得多，很难满足消费富，而石油、天然气储量相对少得多，很难满足消费增长的需求。因此，世界许多国家都在研究煤炭液化技术。
(二)煤液化的用途
煤炭液化除为了生产石油代用品外，还可以用于精制煤炭获得超纯化学煤，作炭素制品、炭纤维、针状焦的原料和粘结剂等，也可制取有机化工产品等，为发展一碳(C1)化学，改变有机化工结构综合利用范围开辟了新途径。煤的液化，主要是生产液体燃料和高附加值化工产品，以此来替代部分石油产品，补偿我国石油资源的短缺。煤炭液化由于采用的工艺和催化剂的不同,可以生产汽油,柴油, (液化石油气),并提取 (苯,甲苯,二甲苯),也可以生产乙烯,丙烯,: 烯烃和石蜡等化工原料和产品.煤炭液化可以加工高硫煤,硫是煤直接液化的助催化剂,煤中的硫在气化和液化过程中转化成再经分解可以得到元素硫产品。
(三)煤液化的分类
煤炭液化的主要方法分为煤的直接液化和煤的间接液化二大类。煤的液化有两个途径:其一是使(脱硫)煤在高温、高压条件下与H2反应，直接转化为液体燃油，即煤的直接加氢液化;其二是先使(脱硫)煤气化生成(CO+H2)合成气，再由合成气合成液体燃油，即煤的间接液化。
(四)煤液化技术
煤的结构为由许多有机芳香性高分子化合物组成的混合物，其骨架基本是以多环芳香结构为单位的多核结构，煤的液化过程，就包含将固体高分子结构解聚进行低分子化的化学反应。
从煤中得到液体燃料大致有三条途径:
a、在煤的结构单位尽可能保持不变的情况下低分子化得到液体产物，即所谓降解液化反应;
b、利用煤的热分解炼焦过程，把副产品焦油作为液体燃料的干馏热解;
c、煤气化全部转化为CO和H2，从合成气出发转化为液体燃料的合成。对第二种方法来说，由于煤的芳香结构单位相当稳定，主要由侧链生成的CmHn烷烃量不多，所得到的产品是以芳香族化合物为主的重质液体燃料，而用合成法以CO和H2为原料有可能合成所有的有机化合物，并可得到轻质液体燃料。煤的液化方法很多，从目前来看，大多采用直接液化法和间接液化法两种。
1、直接液化法。又分为热解法和加氢法两种。
a、热解工艺是指煤在隔绝空气条件下进行分解，煤中的氢重新分配，产生液体、气体产品和大量半焦。其中半焦可作燃料或生产燃料气、合成气以及进一步制取液体燃料的原料。液体产品是一种复合焦油，需加氢精制才能成为可用的液体燃料。
b、煤的直接加氢液化就是在高温作用下以及在高压氢气、催化剂(溶剂精炼煤有时不用)和溶剂的存在下进行分解及加氢等反应，直接将煤转化为分子量较小的燃料油和化工原料。如果煤在受热分解过程中不加入氢气，那么裂解后的产物只能靠自身发生氢的再分配而稳定，即一部分发生热缩聚反应生成H见原子比重更低，分子量更大的物质——半焦或焦炭，而另一部分与前者脱下的氢反应生成H此原子比较高、分子量较小的物质—一油和气态烃，但生成的数量较少。如果在煤热解过程中加入充分的氢气，则裂解产物能迅速与周围的氢作用，生成稳定的分子量较低的物质，这样就能抑制热缩聚反应的进行，使煤能全部或绝大部分转化为液体燃料和气态烃。这就是煤加氢液化的基本原理。
煤直接加氢液化效果的好坏，一般用下列三个指标来衡量: a、煤转化为液体油的比率;
b、煤转化为指标来衡量:低分子产物速度的快慢;
c、氢耗量的多少。影响煤加氢液化效果的因素主要有原料煤的性质、催化剂、溶剂、反应压力和反应温度等。催化剂在加氢液化过程中的主要作用是使反应物活化，同时还应有选择性(指能促进有利反应，抑制热缩聚等不利反应)。从实用看，催化剂多为锡、氯和铝的化合物，其中以AL2O3。作为载体较为普遍。溶剂在煤加氢液化过程中的作用是将煤在高温下溶解，增加与氢的接触，从而使煤的转化率和液化产率提高，并为煤的液化提供氢，此外溶剂还能与煤进行反应，生面稳定的溶解产物。液化过程中采用高压的目的是为了增大反应速度，将煤加热到适当的温度(一般为400~480?)是为了提高液体油的收率。 2、煤的间接液化。亦称气化合成法，是指先将煤气化得到的煤气(即水煤气，主要成分为CO和H2)在一定条件(温度、压力)下经催化合成得到合成石油和其它化学产品的加工过程。这种方法是德国人Fischer和Tropsch在1932年创造的，所以又称F-T法(费—托法)。
煤的间接液化，除了在南非发展改良的F–T合成工厂经外，还开发出甲醇转娈成优质汽油的MO-bil法，随着合成反应器的改进和合成复合催化剂的研制成功，开发出合成气直接合成汽油的一段和二段新的工艺技术，简化了工艺过程，降低了产品成本。
1、简述以煤为原料制取基本有机化工原料的方法；针对传统煤化工的缺陷，说明当代煤化 工完善的途径和方法。 答:煤为原料制取基本有机化工原料的方法有以下几种： ①煤的干溜：将煤隔绝空气加热，随温度的升高，有机物逐渐开始分解，挥发性物 质呈气态析出，残留不挥发物质是焦炭或者半焦。按加热的终点温度不同，分为高温干馏（900~1100℃），中温干馏（700~900℃），低温干馏（500~600℃）。 ②煤的气化：煤，焦，半焦在在高温常压或加压条件下，与气化剂（主要是水蒸气， 空气或者他们混合气）反应转化为一氧化碳，氢等可燃性气体。工业上应用较广的有固定床气化和沸腾床气化两种，气化中产生的二氧化碳通过高压水吸收方法除去，合成气中氢气与一氧化碳摩尔比可通过350到400度高温在四氧化三铁催化下，一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气的可逆反应调节。 ③煤与石灰熔融生产电石：工业电石是由生石灰与焦炭或无烟煤在电炉中2200度 反应而制得。电石是生产乙炔的重要原料，将电石水解即可得到乙炔。 ④煤液化：煤直接加氢液化采用个高温高压氢气，在催化剂和溶剂作用下进行裂解、 加氢等反应，将煤直接转化成相对分子质量较小的燃料油和化学原料的过程，煤的间接液化是先将煤气化得到的原料气经催化合成石油及其他化学产品的过程。 传统煤化工中煤焦化、煤电石、合成氨、煤制甲醇等领域存在着高能耗、高排放、高污染、资源利用率低、产品技术含量低等弊端。在环保日益成为行业壁垒，发展循环经济为共识的大环境下，传统煤化工面临着技术升级、产业结构调整等问题。 现代煤化工的途径和方法： （1）洁净煤技术：在19世纪80年代初期，作为解决煤炭利用中环境、社会等难题的途径而提出该项技术。洁净煤技术是对煤炭加工、利用、高效、洁净煤转化技术的总称。 其中涉及的煤转化技术包括： a.燃烧——获取能源 b.煤炭气化——现代煤化工的龙头 c.煤炭焦化——制取还原剂及燃烧；化学产品的回收与加工 d.煤炭液化——制取液体燃料 e.煤加工产品的综合利用 （2）建设能源化工园：为了更大尺度范围内解决煤炭利用的效率，而提出了改口号。建设能源化工园的基础需要大量的新技术、新设备以及高效率催化剂的开发成功，还需要煤气化、煤液化、煤焦化、煤制烯烃、煤制碳素材料新技术的重大突破。 （3）新能源技术：主要包括氢能源、甲醇经济—碳中性循环等物质基础。 2简述煤气化的原理。从多相反应的原理出发，分析煤气化过程强化的途径和方法。 答：煤气化是指在气化炉内的高温下煤与气化剂生成煤气的过程。煤气化过程的基本条件是：气化炉、气化原料和气化剂。气化炉是煤炭气化的核心设备；气化剂为氧气或其他含氧物质如空气，水蒸气和二氧化碳等；气化原料为各种煤和焦炭。 煤气化的主要反应： ①碳的氧化反应C+O2=CO2 ②碳的部分氧化反应2C+O2=2CO ③二氧化碳还原反应C+CO2=CO+H2 ④水蒸气分解反应C+H2O（g）=CO+H2C+H2O（g）=CO2+2H2 ⑤一氧化碳变换反应CO+H2O（g）=CO2+H2 ⑥碳的加氢反应C+2H2=CH4
1 煤化工概念 煤化工是以煤为原料，经过化学加工，使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品，并生产出各种化工产品的工业。煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工，煤的焦化、气化、液化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等等。根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化4条主要生产链。其中，煤焦化、煤电石、煤气化中的合成氨等属于传统煤化工，而煤气化制醇醚燃料，煤液化、煤气化制烯烃等则属于现代新型煤化工领域。 2 煤化工技术 2.1 煤焦化 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，也称做煤的干馏。煤焦化产品主要有焦炭、煤焦油（苯、甲苯等）、焦炉气（氢气，甲烷、乙烯、一氧化碳等）精氨水等。这些产品已广泛应用于化工、医药、染料、农药和炭素等行业。有些甚至是石油化学工业无法替代的，如吡啶喹啉类化合物和许多稠环化合物等。 2.2 煤气化 煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体（气体混合物）的热化过程。用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。它们与煤中的碳发生非均相反应。此外，
煤热分解出的气态产物如CO2、H2O及烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。依气化法、气化条件及煤的性质不同，气化气的组成也不同。根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点，可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层，在干燥带和干馏带中，煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。 煤经过气化后得到的是粗煤气，再经过净化和加工后，可以得到各种化学品。 常用于煤气化的方式有：固定床常压气化气，鲁奇加压气化气、考伯斯—托茨气流床气化气（K—T）、德士古流床气化气（Texaco）、改良型温克勒流化床气化气等。 2.3 煤液化 所谓煤液化，是将煤中有机质转化为流质产物，其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品，包括直接液化技术和间接液化技术两部分，产品市场潜力巨大，工艺、工程技术集中度高，是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。 2.3.1 煤的直接液化 煤的直接液化首先是德国科学家F.Bergius于1913年发明的。其原理是煤炭在溶剂作用和高温高压条件下，直接与气态氢发生反应，使煤的氢含量增加，最后转变为液体的过程。1927
化工07—5班倪源满 200713236 煤气化技术现状、发展及产业化应用 煤化工产业是以煤为主要原料生产化工产品的产业，是化学工业的重要组成部分，包括煤焦化、煤气化、煤液化、化肥、碳一化工和电石等行业，涵盖以煤为原料生产焦炭、电石、化肥、甲醇、二甲醚、油品、烯烃等产品。煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 煤气化被誉为煤化工产业的龙头技术，目前可作为大型工业化运行的煤气化技术，可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术。 1 固定床气化技术 1.1常压固定床煤气化技术 常压固定床煤气化是以空气、蒸汽、氧气为气化剂，在常压下将煤转化成煤气的过程。由于该技术成熟可靠、操作简单、投资少、建设期短，在国内冶金、建材、机械等行业广泛用于制取燃气；在中小型合成氨厂、甲醇厂用于制取合成气；在用气量较少的小型化工装置中用于制取CO和H2。这种煤气化技术的缺点是原料煤要求较高，且单炉生产能力小、渣中残碳较高、气化为常压煤气的压缩功耗高。随着煤气化技术的不断发展，及国家对煤化工准入生产规模要求的提高，在新建的大型煤化工装置中一般不采用此技术。 1.2加压固定床煤气化技术 鲁奇加压气化（Lurgi）技术是加压固定床气化技术的代表，在20世纪30年代已实现工业化，义马气化厂单台炉运行可达172天，是比较成熟的气化模式。20世纪80年代以来，我国已引进4套现代化的Lurgi气化装置，其中3套用于生产城市煤气，1套用于生产合成氨，在设计、安装和运行方面均已取得丰富经验。该气化技术原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化，且可气化灰分高的劣质煤。Lurgi气化炉中煤与气化剂逆向运动，炉温较低，采用固态排渣。Lurgi固定床气化工艺成熟可靠,包括所副产焦油在内的气化效率、碳转化率、气化热效率都较高，氧耗是在各类气化工艺中最低的，且原料制备、排渣处理简单。由于煤气中含有CH4，热值是各类气化工艺中最高的，适合于生产城市煤气。传统观念认为，若选择Lurgi固定床气化工艺制合成气存在以下问题：（1）煤气成分复杂。合成气中含不直接参与合成的CH4约10%~18%，如果将这些CH4转化成H2、CO，势必投资大、成本高。（2）大量冷凝污水需处理。污水中含大量焦油、酚、氨等，因此需建焦油回收装置，且酚、氨回收和生化处理装置增加了投资和原材料消耗。（3）Lurgi气化技术原料为5mm~50mm块煤，若购原煤则有占总量50%~55%的粉煤需处理。 我国对能源节约日益重视，煤化工装置要求大型化、多联产。Lurgi加压固定床煤气化
1、什么是煤炭气化？煤气的主要应用途径？ 答: 煤炭气化是指煤在煤气炉内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。 煤气可作为工业燃气、民用煤气、化工合成的原料气、冶金用还原气、联合循环发电的燃气、燃料电池原料气、制氢和煤炭液化的气源。 2、气化护内煤炭经历的过程有哪些?有哪些基本的化学反应? 干馏、干燥、气化和燃烧反应（包括杂原子反应）过程。 基本的化学反应：干馏（热解）、燃烧反应、变换、水蒸气分解、甲烷化反应、CO2还原反应等。（以下为了解） (l)干燥 干燥过程也是煤炭脱水过程，它是一个物理过程，原料煤加入气化炉后，由于煤与热气流或炽热的半焦之间发生热交换，使煤中的水分蒸发变成蒸汽进入气相。 (2)干馏 干馏是脱除挥发分过程，当干燥煤的温度进一步提高，挥发物从煤中逸出。脱除挥发分一般也称作煤的热分解反应，它是所有气化工艺共同的基本反应之一。 经干馏后得到的半焦与气流中的H2O,CO2, H2等反应，生成可燃性气体等产物，主要反应有以下一些 ①碳与水蒸气的反应在一定温度下，碳与水蒸气之间发生下列非均相反应: 这是制造水煤气的主要反应，有时也称水蒸气分解反应，前一反应也称为水煤气反应，这两个反应均是吸热反应。 ②碳与二氧化碳的反应 在气化阶段进行的第二个重要非均相反应为发生炉煤气反应，即碳与二氧化碳的反应: 这是非常强烈的吸热反应，必须在高温条件下才能进行。 ③甲烷生成反应 煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的裂解，另一部分则是气化炉内的碳与气相中氢的非均相反应、或气体产物之间均相反应的结果 这些生成甲烷的反应都是放热反应。 ④变换反应
[鉴赏]煤的焦化、液化、气化 一、煤的焦化 一、煤的焦化 (一)煤炭焦化的定义 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950?左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。 (二)烟煤炼焦技术 煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。最终形成焦炭。实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。 1、开燥脱吸阶段:120?以前放出外在水分和内在水分，200?以前析出吸附于煤孔隙中的气体。 2、热解开始阶段:这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300?发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。 3、胶质体产生和固化阶段:大部分黏结性烟煤在350-450?大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。 4、半焦收缩和焦炭形成:500?左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。温度继续升高，700?之前，半焦内释放出的挥发物以
H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。700-950?半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。 二、煤的气化 (一)煤炭气化的定义 煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气,固反应和均相的气相反应。 (二)气化的分类: 目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，: 1、按入炉煤粒度划分的有粉煤(100-200目)气化，小粒度煤(0-10mm)气化、块煤(6-100mm)气化。 2、按煤在炉内状况划分界线的有固定床(或称移动床)气化、流化床(或称沸腾床)气化、气流床气化、熔渣床(或称熔盐床)气化。 3、按气化介质划分的有空气、空气-蒸汽、富氧空气-蒸汽、蒸汽和氢气等。 4、按煤气用途划分的有燃料煤气、城市煤气、高热值煤气、还原气等。 5、按煤气热值划分的有低热值气(1000-1500KCAL/m3)和高热值煤气 (4000KCAL/m3)以上。 6、按排灰方式划分，有固态排渣、液态排渣、灰团聚排渣气化。 7、按操作方式划分，有常压气化和加压气化。
【煤化工】煤的气化、液化和干馏技术【2】煤的液化和干馏 小化 03-20原文 二.煤的液化 煤液化是把煤转化为液体产物，包括直接液化和间接液化。 I.煤的直接液化： 煤的直接液化是通过加氢使煤中复杂的有机化学成分直接转化为液体燃料，转化过程是在含煤粉和溶剂的浆液系统中进行加氢，需要较高的压力和温度。 直接液化的优点是热效率高，液体产品收率高；主要缺点是煤浆加氢工艺过程中，各步骤的操作条件相对苛刻，对煤种适应性差。 德国是最早研究和开发直接液化工艺的国家，其最初的工艺被称为IG 工艺。气候不断改进，开发出被认为世界上最先进的IGOR工艺。其后美国也在煤液化工艺的开发上做了大量的工作，开发出供氢溶剂（EDS）、氢煤（H-Coal）、催化两段液化工艺（CTSL/HTI）和煤油共炼等代表工艺。此外日本的NEDOL工艺也有相当出色的液化性能。此外，我国在建的神华煤直接液化所采用工艺也是在其他工艺的基础
上发展的具有自身特色的液化工艺。 1.德国的IG工艺和IGOR工艺 德国的IG工艺可分为两段加氢过程，第一段加氢是在高压氢气下，煤加氢生成液体油（中质油等），又称煤浆液相加氢。第二段加氢是以第一段加氢的产物为原料，进行催化气相加氢制得成品油，又称中油气相加氢，所以IG法也常称作两段加氢法。 德国的IG工艺流程 20世纪80年代，德国在IG法的基础上开发了更为先进的煤加氢液化和加氢精制一体化联合工艺（IGOR)。其最大的特点是原料煤经该工艺过程液化后，可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料油，从而改变了两段加氢的传统IG模式，简化了工艺流程，避免了由于物料进出装置而造成的能量消耗和大量的工艺设备。 IGOR直接液化法工艺流程 2.美国的H-Coal、CTSL和HTI工艺 H-Coal工艺是美国HRI公司在20世纪60年代，从原有的重油加氢裂化工艺(H-oil)的基础上开发出来的，它的主要特点是采用了高活性的载体催化剂和流化床反应器，属于一段催化液化工艺。
分析煤化工工艺与设备的关键技术 摘要：目前，国内石油与天然气的开采量很难使国家经济发展的需求得到有效满足，在此情况下便为我国煤化工产业带来了全新的发展机遇与挑战。而如何以保证自然生态环境不受污染为前提，灵活运用科学技术方法，有效开发、利用煤炭资源，是相关工作人员需重点思考的问题。 关键词：煤化工工艺；工艺设备；关键技术 煤化工气化工艺的关键目标是减少煤炭对于生态环境的污染，并进一步在能源上为推动国家经济的发展提供有效的保障和支持。同时，煤化工气化工艺技术的差异，使其在特性及使用性能上存在差异。在此背景下，在不同区域，煤田和层位出煤的过程中，煤化气化工艺技术及装备在显示出相应应用优势的同时也暴露出了一部分技术层面上的问题需要我们去解决。 1 煤化工工艺的概述 煤化工就是以煤炭为原料，经一定的化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业。煤化工主要包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工，并且煤的焦化、气化、液化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等。主要有以下步骤：原料处理、产品制备和产品提纯。原料处理是为了使反应物符合反应要求的状态和条件，经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎等预处理。产品制备是煤化工的核心步骤，是生产的关键，原料在一定的温度、压力等条件下反应，获得目的产物或其混合物，并达到所要求的反应转化率。产品提纯是煤化工工艺流程中的最后一项工作，是将产品制备过程中得到的混合物进行分离、提纯，获得符合要求标准的产品。煤化工工艺流程的每个步骤都需要在相应的设备中进行，并在一定的操作条件下，才能完成所要求的化学的和物理的转变。 2 煤化工技术的特点
1 煤化工的发展及历史演变 煤化工的发展始于18 世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化学工业体系。进入20 世纪，许多有机化学品多以煤为原料生产，煤化学工业成为化学工业的重要组成部分。 18 世纪中叶，由于工业革命的进展，炼铁用焦炭的需要量大增，炼焦化学工业应运而生19 世纪70 年代建成有化学产品回收的炼焦化学厂。1925 年中国在石家庄建成了中国第一座炼焦化学厂。 18 世纪末，开始由煤生产民用煤气。当时用烟煤干馏法，生产的干馏煤气首先用于欧洲城市的街道照明。1840 年由焦炭制发生炉煤气，用于炼铁。1875 年使用增热水煤气作为城市煤气。 1920—1930年间，煤的低温干馏发展较快，所得半焦可作为民用无烟燃料，低温干馏焦油进一步加氢生产液体燃料。1934 年在上海建成立式炉和增热水煤气炉的煤气厂，生产城市煤气。 二次世界大战前夕和战期，煤化学工业取得了全面迅速发展。纳粹德国为了战争，开展了由煤制取液体燃料的研究和工业生产。1932 年发明由一氧化碳加氢合成液体燃料的费托(Fischer-Tropsch) 合成法，1933 年实现工业生产，1938 年产量已达59 万t 。1931年，柏吉斯(Bergius) 成功地由煤直接液化制取液体燃料，获得了诺贝尔化学奖。这种用煤高压加氢液化的方法制取液体燃料到1939 年产量已达到110 万t 。在此期间，德国还建立了大型低温干馏工厂，所得半焦用于造气，经费托合成制取液体燃料；低温干馏焦油经简单处理后作为海军船用燃料，或经高压加氢制取汽油或柴油。1944年底低温焦油年产量达到94.5 万t 。第二次世界大战末期，德国用加氢液化法由煤及焦油生产的液体燃料总量已达到每年480 万t 。与此同时，工业上还从煤焦油中提取各种芳烃及杂环有机化学晶，作为染料、炸药等的原料。 二次世界大战后，由于大量廉价石油、天然气的开采，除了炼焦化学工业随钢铁工业的发展而不断发展外，工业上大规模由煤制取液体燃料的生产暂时中
煤化工工艺学复习重点 绪论 1.煤化工：以煤为原料经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料和化学品的过程。 2.煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、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。 3.煤化工包括煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品等。 第二章煤的低温干馏 1、煤干馏：煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程称为煤 干馏(或称炼焦或焦化)。 2、煤低温干馏过程特点：（1）热加工过程（2）常压生产（3）不用加氢不用氧气（4）实现了煤的部分气化和液化。 3、煤热解：煤在各种条件下受热分解的统称。 4、低温干馏产品：半焦、煤气、焦油 5、干馏产品的影响因素：原料煤性质、加热终温、加热速度、压力、加热条件。 6、干馏供热方式 1)外热式(由护墙外部传入热量) 2)内热式(借助热载体传热，载体和煤料粗直接接触） 7、低温干馏炉因加煤和煤料移动方向不同 1）立式炉2）水平炉3)斜炉4）转炉 8、托斯考工艺p19.* 第三章炼焦 1、炼焦 煤在焦炉内隔绝空气、加热到1000℃左右、可获得焦炭和化学产品和煤气的过程(又称高温干馏、炼焦)。 2、成焦过程 a)<350℃:煤干燥预热阶段 b)350一480℃:胶质体形成阶段 c)480一650℃:半焦形成阶段 d)650一950℃:焦炭形成阶段 3、粘结性：干馏时粘结本身与惰性物的能力，指炼焦时形成熔融焦炭的能力（经过胶质体生成块状半焦的能力)。 4、黏结性与结焦性关系：黏结性好是结焦性好的前提及必要条件(结焦性好的煤其黏结性一定好) 5、提高钻结性的方法：提高膨胀压力、控制粒度、隋性成分细碎、黏结形成分不宜过细、增大加热速度、增加堆积密。 6、气体析出途径
煤化工产业工艺路线、技术水平及技术特点 1 、煤化工产业工艺路线煤化工是指以煤炭为原料，经化学加工将煤炭转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的工业。煤化工主要有煤焦化、煤气化和煤液化三条工艺路线，具体产品线如图6.1 所示。 图6.1 ：煤化工产业链示意图 BDO （丁二醇）是一种重要的基本有机化工和精细化工原料；PVA （聚乙烯醇）是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物；PVC （聚氯乙烯）是氯乙烯的聚合物；DMF （二甲基甲酰胺）是一种优良有机溶剂及重要化工原料，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。（1 ）煤焦化路线煤焦化路线又称煤炭高温干馏，即以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1,000 ℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得焦炉煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。煤焦化的主要产品是焦炭。焦炭是一种常用的大宗商品，广泛应用于制造电石和冶金等领域。焦炉煤气、粗苯和煤焦油是煤焦化的副产物。焦炉煤气可以提取苯、甲苯、二甲苯，煤焦油可以提取萘、蒽醌和吡啶等芳香或稠环烃，也可以加氢生产燃料油
品和石脑油。焦炉煤气主要成分为一氧化碳，可以用来合成氨和甲醇等下游化工品。（2 ）煤气化路线煤气化是指煤与载氧气化剂之间的一种部分氧化还原反应的过程，工业上称为合成气（“Syngas ”）。该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等，可以用来合成甲醇以及各类氮肥、硝酸、联碱、二甲醚、烯烃和醋酸等。煤气化路线的核心产品是甲醇、二甲醚及煤制烯烃等。其中甲醇是重要的有机化工原料和溶剂，也可以应用于汽车燃料。二甲醚与石油液化气具有相似的物理性质，可以替代液化气或者作为掺烧液化气的燃料，也可以替代柴油作为车用燃料。烯烃（乙烯、丙烯）是消费量最大的化工产品，近年来甲醇生产烯烃的工艺技术和经济性产生一定突破，给甲醇带来较大的发展空间。（3 ）煤液化路线煤液化路线是指将固体煤炭转变成液体燃料，用作石油基燃料的替代品。煤液化方法有直接液化和间接液化两种方法。国内煤制油目前处于商业示范阶段。 2 、国际煤化工行业现状及发展趋势据国际煤气化技术委员会年会统计，目前全球有117 家以大型煤气化为龙头的现代煤化工能源一体化工厂，共有385 座大型现代气化炉。生产产品37% 为各类化工产品，36% 为间接法合成油，19% 为电力。以煤气化为核心的现代煤化工产能年增长率达5% ，高于全球化工产能年增长率。（数据来源：隆众石化商务网）国际煤化工行业的发展趋势将主要表现为：（1 ）机动车用燃料成为煤化工产业化重点由于全球机动车的存量大而且数量增加较快，机动车用燃料的消耗量很大，而近年来石油价格高位运行，为替代能源的发展提供了巨大的空间。以煤为原料生产机动车用燃料并实现产业化，是国际煤化工行业未来的一个发展趋势。（2 ）煤气化朝更精细化方向发展通过煤气化可以得到合成气（含CO 、H2 等），进一步生产可得到多种基本有机化工产品和精细化学品，衍生的产业链覆盖广泛，是煤化工目前的主要方向。未来，随时科研究水平的进一步提升，通过大型设备的应用及对设备结
煤的形成过程 介绍 煤是一种重要的矿产资源，主要用作能源和原料。了解煤的形成过程对于正确开发利用煤炭资源具有重要意义。煤的形成是一个漫长而复杂的过程，涉及多个地质和化学因素的作用。本文将从煤的形成原理、主要成因以及形成过程中的变化等方面进行探讨。 原料与成因 煤的形成主要涉及有机质的转化过程。有机质是指生物体的遗骸和排泄物等有机化合物，例如植物的木质素、纤维素等。煤的形成主要依赖于以下三个要素： 1.植物残骸：植物残骸主要是指植物的木质部分，包括植物的树干、枝叶、根 系等。这些植物残骸中富含有有机质，是煤的主要原料。 2.水：有水的存在是煤形成的必要条件之一。水在形成过程中扮演着溶解、催 化和传递热量等重要角色。 3.地质条件：地质条件对煤的形成也具有重要影响。例如，压力、温度和地质 构造等地质条件会影响煤的质量和种类。 煤的形成过程 煤的形成过程可以分为以下几个阶段： 颗粒物质的堆积 1.植物残骸在湖泊、河流等水体中逐渐沉积，形成堆积物。这些植物残骸受到 水的保护，避免暴露在空气中。 2.随着时间的推移，越来越多的有机质堆积在一起，形成厚厚的沉积物。 腐殖质的形成 1.在压力和温度的作用下，植物残骸中的有机质开始逐渐发生化学变化。这些 变化导致了腐殖质的形成。
2.腐殖质是一种含碳丰富、不溶于水的有机质，是煤形成的前驱物质。 亚质变 1.当腐殖质进一步埋藏在地下时，压力和温度逐渐增大。在这种环境下，腐殖 质逐渐发生物理和化学变化，进而形成煤。 2.这个阶段被称为亚质变，主要有两个过程：物理压实和化学改造。物理压实 是指煤的纤维结构被压紧，有机质中的气体和液体被排出。化学改造是指有 机质中的化学键发生改变，形成新的化合物。 主质变 1.主质变是煤形成的最后一个阶段，也是最重要的阶段。在这个阶段，煤的质 量和种类会发生明显的改变。 2.主质变主要包括两个过程：干馏和热液作用。干馏是指煤在高温条件下分解， 产生气体和液体副产物。热液作用是指煤在高温和高压条件下与周围介质发 生反应，形成新的化合物。 煤的分类 煤可以分为三大类：无烟煤、烟煤和褐煤。它们的形成过程和地质时代有密切的关系。 无烟煤 无烟煤是最高质量的煤种之一，主要用作炼焦煤和蒸馏煤。它形成于石炭纪晚期和二叠纪早期，经历了长时间的高温和高压条件。 烟煤 烟煤是广泛使用的煤种之一，主要用作动力煤和化工煤。它形成于石炭纪末期和二叠纪中晚期，温度和压力相对较低。 褐煤 褐煤是较低质量的煤种，主要用作发电煤和工业燃料。它形成于第三纪早期，压力和温度较低。
煤炭与石油的化学反应与利用煤炭和石油是目前世界上主要的化石燃料资源，它们被广泛应用于 能源生产和各个行业。本文将探讨煤炭和石油的化学反应以及它们在 能源利用和化工领域的应用。 一、煤炭的化学反应与利用 煤炭主要是由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机物。在燃烧过程中，煤炭发生化学反应，产生水蒸气、二氧化碳和一氧化碳等气体。这些 反应释放出大量的热能，可以用于发电、供暖和工业生产等方面。 此外，煤炭还可以通过气化、液化和煤焦化等工艺进行利用。煤气 化是将煤炭在高温下与氧气或水蒸气反应，产生一种称为合成气的混 合气体，在合成气中含有一氧化碳和氢气等成分，可以用于煤化工和 合成燃料的生产。煤液化是通过加热和加压等条件，将煤炭转化为液 态燃料，具有高热值和低硫含量的特点，可以替代石油进行燃料生产。煤焦化是将煤炭在高温下分解，得到焦炭和一些有机化合物，焦炭可 以用于铁炉冶炼和电解铝等工业过程中。 二、石油的化学反应与利用 石油主要由碳氢化合物组成，属于一种复杂的混合物。石油的化学 反应主要在炼油过程中进行，包括蒸馏、裂化、重整、加氢和聚合等 工艺。 蒸馏是将石油按照沸点的不同分离为不同油品的过程，通过蒸馏可 以得到汽油、柴油、液化石油气等产品。裂化是利用高温和催化剂将
重质石油分解为较轻的产品，主要是为了增加汽油的产量。重整是将石油中的芳烃和饱和烃进行化学反应，得到高辛烷值的汽油。加氢是将石油中的硫化物、氮化物和芳烃等有害成分进行氢化处理，减少对环境的污染。 此外，石油还可以通过催化裂化和催化重整等工艺，生产出一些有机化合物和石油化工产品。石油化工以石油为原料，经过化学反应和物理处理，生产出石油产品、合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成杀虫剂等一系列化学品，广泛应用于化工、医药、农业和日用品等领域。 结论 煤炭和石油是两种重要的化石燃料资源，它们通过化学反应和催化等工艺进行利用，为能源生产和化工领域提供了重要支撑。通过煤炭和石油的化学反应，可以提取能源和生产各种化学品，但同时也产生了环境污染和气候变化等问题。因此，在利用煤炭和石油的过程中，需要注重环境保护和可持续发展的原则，推动清洁能源和可再生能源的开发和利用。
煤化工技术的发展与新型煤化工技术 摘要：随着社会经济的不断发展，节能减排和环境保护变得越来越重要。煤化工企业作为我国经济发展中的重要组成部分，对于我国各个行业生产具有重要影响和积极作用。煤化工企业由于其特殊性，往往会造成一定的环境污染。因此加大对于新型煤化工技术的研究变得尤为重要。 关键词：煤化工企业；技术发展；应用分析 1煤化工技术发展现状 1.1 煤焦化生产技术 煤焦化技术又称为煤干馏技术，就是通过真空加热的方式将煤炭进行分解，从而产生焦炭与煤气、煤焦油等产物，煤焦化的产品在各化工领域作用不可忽视，因此煤焦化技术在当前煤化工发展中意义重大，并且由于技术是在高温无氧的环境下进行操作的，煤炭不会发生氧化，对于煤炭资源的高效率应较为有利。 1.2 煤气化技术 煤气化生产技术操作就是在高温与氧化剂的联合作用下对煤炭材料进行影响，使之发生形态变化，从固态转化为气态，而其中的一些煤炭材料会发生不完全转化而产生固态碳化物，通过煤气化技术可以获取粗制水煤气，而在气化技术生产中，煤炭气化产物会与碳化物进行反应，因为煤炭本身组分不同且气化条件也存在差异，会导致最终反应气体的成分有所差异，而后针对粗制水煤气进行进一步处理才能够得到纯度与质量达标的一氧化碳气体。 1.3煤液化生产技术 煤液化技术的操作过程就是通过一定的条件与技术手段使煤炭材料由固态转化为液态的技术过程，当前煤液化技术可以分为直接液化与间接液化两类，直接液化也叫作加氢液化技术，就是把在高温条件下，采用氢气以及相应催化剂对煤
炭材料进行作用，促使煤炭材料进行裂化，进而提高煤炭材料当中氢元素含量，这样就能够实现煤炭液化，而间接液化技术操作则是首先对煤炭进行气化操作，然后使用二氧化碳及氢气的混合其他与煤炭气化物反应而形成的醇类或者产物，为了保证煤液化生产的质量与效率，应该根据生产需要进行煤液化技术设计与选择。 2新型煤化工技术的主要特点分析 2.1绿色节能 新型的煤化工业产品都以清洁能源产品为主。我们日常中常见的柴油、汽油、航空用油、液化石油气都是清洁能源产品，它可以减少更多的有害气体排放。其次它们的利用率高，可以最大限度的把煤原料转化为清洁能源，减少浪费，用最少的原料提供最大的能量。 2.2产业衔接度高 中国未来的能源发展主要方向就是新型煤化工业，将煤炭开发和煤炭工业化逐步融合成为一同一个产业。尽量减少煤炭的使用，将煤炭原料转化为能量较高的化学产品，提高开采产业和技术开发产业的结合衔接度。 2.3新旧技术结合 新型技术和传统技术相结合研发出更多新型的煤化产品。根据煤炭自身的特点和周围的开发环境以及市场需求，采用不同的转化科技相结合，提高整体的利用率和经济效益。例如，将煤焦化与煤直接液化结合、煤气化合成和电力产业结合加深科研研究力度，创造出更多符合市场需求的产品，推动我国煤化工技术和煤化工产业更上一层楼，给我国资源节约提供更多进步空间。 2.4建成规模企业间合作 政府应当作为中间人，将更多的煤炭开发和煤化工技术企业相互合作，形成规模化更大的企业。将优秀的资源整合在一起，加强信息的交流和互通，也将各个企业的资金利润最大化。
煤的气化与液化 摘要：现在，人对环境质量的要求越来越高。最常用的煤也不再是直接燃烧，而是通过一系列的生产处理后再进行燃烧，气化与液化就是最常用的两种方式。通过这些方法不但可以减少污染，还可以使其价值最大化。 关键词：煤气化液化 一煤的液化 煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。 （1）煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。 （2）煤间接液化间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。 煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。 煤直接液化技术研究始于上世纪初的德国，1927年在Leuna建成世界上第一个10万吨／年直接液化厂。1936～1943年间，德国先后建成11套直接液化装置，1944年总生产能力达到400万吨／年，为德国在第二次世界大战中提供了近三分之二的航空燃料和50％的汽车及装甲车用油。第二次世界大战结束，美国、日本、法国、意大利及前苏联等国相继开展了煤直接液化技术研究。50年代后期，中东地区廉价石油的大量开发，使煤直接液化技术的发展处于停滞状态。1973年，爆发石油危机，煤炭液化技术重新活跃起来。德国、美国及日本在原有技术基础上开发出一些煤直接液化新工艺，其中研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低液化油生产成本的目的。目前不少国家已经完成了中间放大试验，
我国炼焦技术综述 炼焦(又称煤炭的焦化)是煤炭深加工利用的重要途径之一。它是将煤在隔绝空气的条件下进行进干馏的过程，其产物主要有挥发性的气体(煤气、焦油气、蒸汽等)、不挥发性的液体(主要是煤焦油)和固体残留物——焦炭。 我国的炼焦技术落后、炼焦煤资源浪费严重、焦炭产品质量差、市场竞争混乱等问题亟待解决。应大力发展大型机焦，尽快淘汰土法炼焦，对已有传统机焦技术进行改造，推广捣固炼焦、配型煤炼焦及冷、热压型焦等新技术，扩大炼焦用煤范围，提高焦炭的档次和质量，降低焦炭生产成本，提高我国焦炭产品在国际市场上的竞争力，提高炼焦企业的经济效益。同时，尽快改变“重焦轻化”，甚至“只焦不化”的局面，加强炼焦化工产品的回收及深度加工转化，充分发挥煤化工特有的优势，提高煤炭资源的利用价值和炼焦技术的经济效益。 一、主要炼焦技术 1、高温炼焦技术 高温炼焦始于16世纪，为满足炼铁需要而发展起来的。通过300多年的发展，高温炼焦的技术也日臻完善。目前，焦炉已向大型化(加大炭化室尺寸)和高效化(减薄碳化室炉墙，提高炭化室温度)发展，使焦炭产量有了很大增加，以适应冶金、化工等行业发展的需要。但是，焦炭需求量与优质炼焦煤的储量间矛盾日益突出（目前世界煤炭探明可采储量6万亿t，其中炼焦煤约1万亿t，且炼焦煤资源主要集中在美国、中国和原苏联三国，约占3／4，其余分布在澳大利亚、波兰和哥伦比亚等国），为缓解这一矛盾，要靠配煤炼焦和用非炼焦煤炼焦技术的发展。 2、捣固炼焦技术 捣固炼焦技术是将装炉煤在炉外捣固成煤饼后再从机侧装入炭化室内炼焦。我国炼焦煤储量中适合于采用捣固炼焦的高挥发分弱粘结性煤较多，已投产的捣固焦炉都是炭化室高度3.8米及以下的小型焦炉，机械操作效率低。目前，我国自行开发设计的炭化室高4.3米、宽0.5米的捣固焦炉已投产多座，有十几座正在建设中。采用经改进的捣固装置操作效率提高4倍以上。捣固炼焦在许多国家大量采用，这些国家大都缺乏强粘结性煤炭资源，或为降低焦炭生产成本尽量少用或不用强粘结性煤，像德国、法国、波兰、捷克等国家，其捣固炼焦装备和技术有了很大进步，例如采用薄层连续给料，多锤捣固，操作效率大幅提高，德国在20世纪80年代初就建成6m高捣固焦炉。长期工业生产实践表明，捣固炼焦工艺是成熟的，生产出的焦炭其抗碎和耐磨性能均有明显改善和提高，大型高炉使用捣固焦炭生产正常，指标比较先进。特别是捣固炼焦的环境污染问题已经解决。 捣固炼焦改善焦炭质量在于通过机械力提高装炉煤的堆比重，迫使煤料颗粒紧密接触，相对增加煤软化过程中的膨胀压力，有利于煤料相互融合，实现改善焦炭抗碎和耐磨性能。目前我国有些捣固炼焦厂使用的煤料已不局限于1/3焦煤为主，而转向以就近炼焦煤资源为主的多元化方向发展。山西太原东盛焦化厂是采用以主焦煤为主的捣固炼焦工艺，生产运行良好，焦炭质量达到一级冶金焦标准，全部用于出口。正在兴建的内蒙乌达神海焦化厂采取本地硫分较高的肥煤和焦煤，配入外地低硫无烟煤捣固炼焦，而山西长治地区潞宝焦化工业园区建设的200万t/a焦化工程则采用以本地区生产的瘦煤和贫瘦煤为主，配入外地肥煤或焦煤捣固炼焦。通过捣固炼焦试验表明，焦炭均可达到一级冶金焦标准，符合出口焦的要求，未发现产生危险的焦饼膨胀现象。但有必要指出，在设计捣固煤箱时，应慎重考虑入炉煤饼炼焦过程中基本不收缩这一现象对推焦的影响。 鞍山热能设计院编写的“开滦冶金精煤的特性与大中型焦炉适用性的研究”咨询报告
煤化工知识 煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。 简介 chemical processing of coal 经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。 包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。 以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。 主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。 在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。 煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。 发展运用 煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气，也用于生产合成气；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。 加工过程 煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构（见煤化学），通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃
浅谈煤炭深加工利用过程及环保问题 摘要：煤不仅可作为燃料，许多工业也离不开它。深加工的煤炭包括煤炭的气化、煤炭的液化、煤炭的焦化等。煤炭加工利用一方面提高了煤炭的利用效率，另外在利用的过程中也会造成环境的污染。 关键词：煤炭焦化；煤炭气化；煤炭液化；环境问题 一、煤炭深加工转化过程引起的环境问题 1.1煤气化过程的污染排放 1.1.1气化废水的来源及特性 在煤的气化过程中，煤中含有的一些氮、硫、氯和金属，在气化时部分转化为氨、氰化物和金属化合物；一氧化碳和水蒸气反应生成少量的甲酸，甲酸和氨又反应生成甲酸钱。这些有害物质大部分溶解在气化过程的洗涤水、洗气水、蒸气分流后的分离水和贮罐排水中，一部分在设备管道清扫过程中放空。与炼焦相比，气化对环境的影响要小得多。 1.1.2气化废气的来源及特性 废气主要来源于煤气化过程中的几个部分粉尘污染，主要是将煤炭进行破碎的时候出现的粉尘飞扬，主要集中在煤场仓库以及气化原料准备阶段。 有害气体的污染，液化气虽然在密闭的反应炉内生产，但是在提炼过程中，必可避免的话产生工业废弃以及煤气的泄漏及放散。再者，对煤炭设备进行检修时需要对设备进行鼓风、放空，尤其是煤气炉加煤装置的煤气泄漏造成的污染较为突出，这些过程都或多或少的直接向大气放散不少的煤气。有害物质在冷却净化处理过程中，随着循环水进人沉淀池和水塔里面，随着水汽的蒸发逸到大气层中。 1.2煤液化过程的污染排放 煤碳的液化分为直接液化和间接液化两大类。煤直接液化时，煤经过加氢反应，所有异质原子基本被脱除，也无颗粒物，回收的硫可变成元素硫，氮大多转化为氨。煤间接液化时，催化合成过程中排放物不多，未反应的尾气（主要是CO）可以在燃烧器中燃烧，排出的废气中NOX和硫很少，没有颗粒物生成。因此煤的液化对环境的影响非常的轻微。煤液化过程的污染物主要是液化残渣，它是一种高碳、高灰和高硫的物质，在某些工艺中占到液化原煤总量的40%左右，需进一步进行处理才能满足生产生活的需要。 二、煤炭的加工方法和途径 2.1煤焦化的方法和途径 煤的干馏与焦化煤隔绝空气进行热分解，释放出水分、挥发分和吸附气体，产生煤气、焦油和焦炭(或半焦)的过程，称为煤的干馏。按干馏的终温的不同，煤的干馏分为底温干馏(终温为500-600~)、中温干馏(700-800℃)和高温干馏(900N1000℃)。目前的炼焦生产属于高温干馏范畴，主要指由黏结性的烟煤在室式焦炉内隔绝空气加热到950℃左右，经干燥、脱吸、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，生产冶金焦炭，同时副产煤气、高温焦油及其他各种化学产品的过程。在中国目前煤炭除了用于发电以外，炼焦是煤炭的另一个主要利用途径。 2.1.1炼焦过程主要经历的几个阶段： (1)干燥脱吸阶段12O℃以前放出外在水和内在水分，200℃以前析出吸附于煤孔间隙中的气体，如CO、CO和CH4等。(2)热解开始阶段这一阶段的起始温度随
第一章煤的组成和性质 一、煤的形成 煤是一种固体可燃有机岩。它是由植物遗体转变而来的大分子有机化合物。大量 堆集的古代植物残体在复杂漫长的生物、地球化学、物理化学作用下，经过不断的繁 衍、分解、化合、聚集后，植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐渐放 出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物，再经煤化作用依次形成为：泥炭→褐煤→ 烟煤→无烟煤→超级无烟煤。 二、煤的元素分析和工业分析： 1、煤的元素分析主要包括：碳、氢、氧、氮、硫五种元素。 ●碳是其中的主要元素。煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。年轻的褐煤含碳量低， 烟煤次之，无烟煤最高。 ●氢是煤中的第二大元素，其燃烧时可以放出大量的热量。煤中的氢含量随煤化程度 加深而减少；褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。 ●氧也是组成煤有机质的一个重要元素。氧元素在煤的燃烧过程中并不产生热量，但 能与氢生成水，吸收燃烧热。是动力用煤的不利元素。它在煤中的含量随煤化程度 的加深而降低。 ●氮在煤中的含量比较少，随煤化程度变化不大。主要于成煤的植物品种有关。 ●硫是煤中的最有害杂质。燃烧时会生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且对环 境有污染。硫随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系 不大。 2、煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳。 ●水分：根据水在煤中的存在状态，人们把煤中水分分为：外在水、内在水、结晶 水和化合水。煤种的水对煤的工业利用和运输都是不利的。在水煤浆制备过程中， 内水过高（8％）不利于制的高浓度的煤浆。 ●灰分：煤中所有的可燃物质完全燃烧后以及煤中的矿物质在高温下产生分解、化 合等复杂反应后剩下的残渣。这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。它的含量 也是煤气化的主要控制指标之一。灰分含量越高，相对碳的含量就低，粗渣和飞 灰量增大。灰水处理工号的负担加大。 ●挥发分：煤在一定的温度下加热后将分解出水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物。 人们把除去分解水后的分解物称作挥发分。挥发分随煤化程度的增加而降低的规 律非常明显。利用挥发分可以计算煤的发热量和焦油产率。原料挥发分髙时，制 的的煤气中甲烷等碳氢化合物含量高，不利于合成氨生产。挥发分中的焦油等物 凝结后，易堵塞管道和阀门。这也就是常压固定床煤气炉必须使用无烟煤或焦炭 的缘由。 ●固定碳：煤样在900℃左右的温度下隔绝空气加热7分钟后，残余物扣除灰分后 所得的百分率即为煤的固定碳含量。