煤热解技术资料共46页文档

煤热解原理煤热解是指煤在高温下分解为煤焦油、煤气和焦炭的过程。

这一过程是通过将煤加热到高温，使其内部的化学键断裂，从而释放出各种化合物。

煤热解是研究煤的结构和性质的重要手段，也是煤化学工业中重要的生产过程之一。

煤热解的原理是基于煤的组成和结构特点。

煤是一种含碳化合物，其主要成分是碳、氢、氧和少量的硫、氮等元素。

煤中的碳是其主要组成元素，占据了煤的大部分质量。

当煤加热到高温时，其内部的化学键会发生断裂，从而产生各种气体和液体产物。

煤热解的过程可以分为两个主要阶段：干馏和蒸馏。

在干馏阶段，煤中的挥发分开始被释放出来，形成煤气和煤焦油。

煤气主要由一氧化碳、二氧化碳、甲烷等组成，而煤焦油则是一种具有复杂化学结构的液体。

在蒸馏阶段，煤焦油继续分解，产生更多的煤气和焦炭。

焦炭是煤热解的固体产物，其主要成分是碳。

煤热解的温度和反应时间对产物的分布和性质有重要影响。

通常情况下，较低的温度和短的反应时间会产生较多的煤焦油，而较高的温度和较长的反应时间则会产生较多的煤气和焦炭。

此外，煤热解的反应速率也会随着温度的升高而增加。

煤热解的产物具有广泛的应用价值。

煤焦油可以用作涂料、沥青、染料、塑料等的原料，也可以通过进一步处理得到高附加值的化学品。

煤气可以作为燃料用于发电、供热等，也可以用于合成天然气、液化石油气等。

焦炭是冶金工业中重要的还原剂和燃料，也可以用于制造电极、碳素材料等。

煤热解技术的发展与应用对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。

通过研究煤热解的机理和控制方法，可以提高煤热解的效率和产物的质量，减少对环境的影响。

同时，煤热解也为煤炭资源的综合利用提供了新的途径和思路。

煤热解是一种重要的煤化学过程，通过加热煤使其分解产生煤焦油、煤气和焦炭。

煤热解的原理基于煤的组成和结构特点，通过断裂化学键释放出各种化合物。

煤热解的产物具有广泛的应用价值，对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。

煤热解技术的发展与应用是当前煤化工领域的研究热点，也是实现绿色低碳发展的重要途径之一。

煤热解是煤转化的关键步骤,煤气化、液化、焦化和燃烧都要经过或发生热解过程。

在不同的工艺中,煤热解的加热速率和环境气氛是不同的。

煤炭高温焦化(温度在950℃左右)在19世纪初已有生产,长期以来其主要目的是生产炼铁用焦炭和燃料气,烃类液体产率约为煤重的5%,作为其副产品,煤焦油蒸馏物是有机化学工业的原料。

煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。

煤热解的结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。

焦油经加氢可制取汽油、柴油和喷气燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。

煤气是使用方便的燃料，可成为天然气的代用品，另外还可用于化工合成。

半焦既是优质的无烟燃料，也是优质的铁合金用焦、气化原料、吸附材料。

用热解的方法生产洁净或改质的燃料，既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。

总之，热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径。

各国都开发了具有各自特色的煤炭热解工艺技术。

中国煤化工行业又出新闻：一种已经有上百年发展历史的传统煤化工技术——煤热解居然老树开新花，带起了一股研发与上马热潮。

作为一种老工艺，煤热解为何引起了业内的重新关注？其作为一条传统工艺，用于发展新型煤化工又是否可行？针对这些问题，CCIN记者采访了多位业内专家。

因经济价值不高久被冷落。

煤热解原理(一)煤热解什么是煤热解煤热解是一种将煤转化为有用化学品和能源的过程。

它是一种煤化学处理技术，通过在高温和缺氧条件下对煤进行加热分解，将煤中的有机物转化为气体、液体和固体产品。

煤热解原理煤热解的原理是在充分加热的情况下，煤中的有机质分解产生气体、液体和固体副产品。

这个过程可以通过以下几个步骤来解释：1.脱挥发分：在煤热解过程中，首先煤中的挥发分会被蒸发出来，形成煤气。

这个过程被称为脱挥发分。

2.减挥发分：继续升温将煤中的有机质分解为液体和固体产物，同时释放出大量的气体。

这个过程被称为煤减挥发分。

3.炭化反应：在高温下，煤中的碳会逐渐形成炭化物。

这个过程类似于煤变为焦炭的过程。

煤热解产品煤热解可以产生多种产品，包括以下几类：1.煤气：煤热解过程中，脱挥发分释放出的气体可以被收集，经过净化后可用于发电、供热等用途。

2.煤焦油：煤热解过程中，减挥发分产生的液体产品。

煤焦油可以用于制备化工原料、润滑油等。

3.煤焦炭：煤热解过程中，炭化反应产生的固体产物。

煤焦炭常用于炼钢、制造电极等领域。

煤热解技术应用煤热解技术在能源和化工领域有广泛的应用，包括以下几个方面：1.煤热解发电：通过煤热解产生的煤气，可以用于发电，减少对传统燃煤发电的依赖，降低对环境的影响。

2.煤热解化学品制备：通过煤热解产生的煤焦油，可以制备出各种化工原料，例如苯、甲醇等，为化工行业提供了新的原料来源。

3.煤热解炼钢：煤焦炭作为高质量的炭素材料，被广泛应用于炼钢过程中，提高了炼钢的效率和产品质量。

煤热解的优势和挑战煤热解作为一种煤化学处理技术，具有以下优势和挑战：优势：•能源多样化：煤热解可以将煤转化为多种形式的能源，减少对石油等传统能源的依赖。

•化工原料多样性：煤热解可以产生多种化工原料，为化工行业提供了更多的选择。

•低碳排放：煤热解过程中可以控制废气中的排放物，降低了温室气体的排放。

挑战：•高温高压条件：煤热解需要在高温高压的环境下进行，对设备和工艺条件要求较高。

1燃烧学Combustion26.1 煤的组成与特性6.2 煤的热解6.3 热解产物的组成6.4 煤热解反应动力学6.5 热解产物的燃烧6 煤的热解及挥发份的燃烧3概述u 煤被加热到一定温度后，进入热分解阶段。

u 热分解阶段释放出焦油和气体，并形成剩余焦炭，这些焦油和气体称为挥发分。

u 挥发分由可燃气体混合物、二氧化碳和水组成。

其中可燃气体包括一氧化碳、氢、气态烃类和少量酚醛。

u 煤加热时释放出的挥发分的重量和成分取决于加热升温速度、加热最终温度和在此温度下的持续时间。

根据升温速度不同，将热解过程分为慢速热解和快速热解：n 慢速热解：加热煤粒的升温速度小于2℃/s;n 快速热解：加热煤粒的升温速度大于104℃/s ；n 居于慢速热解和快速热解之间的热解过程为中速热解。

4了解煤粉射流的着火、燃烧中污染物的形成、结渣；理解煤粉气流的流动与分配；掌握气流燃烧的热工况、煤粉气流的着火过程、煤粉气流的燃尽过程。

6 煤的热解及挥发份的燃烧5u 显微组份：无机与有机两大类u 无机：岩石u 有机：镜质组、壳质组和惰质组6.1 煤的组成与特性676.1 煤的组成与特性8910111213u 煤化学l 煤的结构：大分子煤模型-化学成分与化学结构l 煤的结构与热解的关系l 键的断裂l 功能团的分解6.1 煤的组成与特性1415161718u 煤热解的物理因素l 煤的热塑性煤的软化20-500摄氏度l 煤的内部结构l 传质过程l 传热过程6.1 煤的组成与特性19煤中的大分子在温度较高是某些弱键断裂而形成轻质的气态物质和焦油的过程。

惰性气氛中析出过程氧化气氛中析出过程氢气气氛中析出过程6.2 煤的热解u 煤热解的定义20u 煤的热解的试验研究方法l 工业分析l 热天平l 电热栅l 流化床l 夹带流l 粉煤火焰l 激波加热l固定床6.2 煤的热解2122232425266.2 煤的热解u各种影响热解的因素u温度u加热速率u压力u粒度u煤种u气氛2728 29303132336.3 热解产物的组成u 甲烷u 二氧化碳u 一氧化碳u 氢气u 轻质烃温度高，二氧化碳浓度减少，一氧化碳和氢气浓度增加。

煤炭热解技术概述文章来源：中化新网更新时间：2010-08-06煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。

煤热解的结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。

焦油经加氢可制取汽油、柴油和喷气燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。

煤气是使用方便的燃料，可成为天然气的代用品，另外还可用于化工合成。

半焦既是优质的无烟燃料，也是优质的铁合金用焦、气化原料、吸附材料。

用热解的方法生产洁净或改质的燃料，既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。

总之，热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径。

各国都开发了具有各自特色的煤炭热解工艺技术。

热解工艺分类：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 ～1000 ℃）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）热解和闪裂解（＞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－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。

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。

煤的流化床热解煤在隔绝空气条件下加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程，称为煤的热解，或称热分解和干馏。

煤热解是煤转化的关键步骤,煤气化、液化、焦化和燃烧都要经过或发生热解过程。

在不同的工艺中,煤热解的加热速率和环境气氛是不同的。

迄今为止煤加工的主要工艺仍是热加工，煤炼焦工业就是典型的例子，煤的气化和液化过程也都与煤的热解过程分不开。

研究煤的热解对热加工技术有直接的指导作用。

另外还可指导开发新的热加工技术，如高温快速热解，加氢热解和等离子体热解等。

煤热解过程的3个阶段：（1）第一阶段（室温~300）煤外形无变化，脱水发生在120以前，而脱气（CH4、CO2、N2）大致在200前后完成。

（2）第二阶段（300~600）解聚、分解为主，煤黏结成半焦，发生一系列变化。

450前后析出焦油量最大，450~600析出的气体最多。

（3）第三阶段（600-1000）半焦聚合形成焦炭，以缩聚反应为主。

析出的焦油极少，挥发物主要是煤气，700后煤气主要成分是H2。

煤热解工艺的开发已经历几十年时间,形成了多种技术方法和工艺流程。

按反应温度可分为低温热解工艺(<600℃)和高温热解工艺(>600℃)；按反应压力，可分为常压热解工艺、加压热解工艺和负压热解工艺；按反应器类型，可分为流化床热解工艺和其他方式(固定床、振动床、旋转锥等)热解工艺。

下面根据反应器类型对目前的热解工艺进行总结。

1.1流化床热解工艺流化床是目前应用最多的热解工艺方法,根据其反应器数目，可以划分为单床、双床以及多床。

其中，单床热解工艺由于空间较小，往往需要通过提高反应器温度和压力等参数实现较高的热解效率；双床热解工艺中，通常将热解过程与热量产生的过程分离，因此需要较大的空间，但反应条件相对要求较低。

总体上看，反应器数量越多，热解的产品收率与效率越高,但是工艺复杂性也随之增加。

1.1.1双床热解工艺1.ETch--175粉煤快速热解工艺[46]。

煤热解原理煤热解是指将煤在高温条件下分解为气体、液体和固体产物的过程。

它是一种重要的煤转化技术，可以将煤制成高附加值的化学品和燃料。

煤热解的原理是通过煤在高温下发生热解反应，使煤中的有机物质分解为气体、液体和固体产物。

煤热解的过程主要涉及煤的热解动力学、热解反应机理和反应条件选择等方面。

首先，煤的热解动力学是煤热解过程中的关键问题。

煤的热解动力学研究可以揭示煤的热解速率、反应活化能和反应机理等信息。

其次，煤的热解反应机理研究可以揭示煤热解过程中的反应路径、产物生成和产物分布规律等。

最后，反应条件选择是煤热解工艺设计中的重要环节，包括煤粒度、热解温度、热解时间和反应气氛等因素的选择。

煤热解的原理可以通过以下几个方面来解释。

首先，煤热解是一种热分解反应，煤中的有机物质在高温下发生裂解反应。

煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成，其中碳是主要组成部分。

在高温下，煤中的有机质分子发生碳-碳键和碳-氢键的断裂，生成大量的低分子量化合物和气体。

其次，煤热解过程中的反应温度是影响煤热解产物分布的重要因素。

低温下，主要生成液体产物；中温下，液体和气体产物生成率相对均衡；高温下，主要生成气体产物。

此外，煤热解过程中的反应时间也会对产物分布产生影响。

较短的反应时间会导致产物中液体和气体的生成率较低，而较长的反应时间则会导致产物中固体的生成率较高。

最后，煤热解过程中的反应气氛也会对产物分布产生影响。

通常情况下，惰性气氛有利于液体产物的生成，而氧化性气氛有利于气体产物的生成。

煤热解技术具有广泛的应用前景。

首先，煤热解可以将煤转化为高附加值的化学品，如煤焦油、煤气、煤灰和焦炭等。

这些化学品可以用于化工、燃料和建材等领域。

其次，煤热解还可以减少煤的污染排放，提高煤的利用效率。

通过煤热解技术，可以将煤中的硫、氮等有害元素去除或转化为无害物质，减少大气和水体的污染。

此外，煤热解还可以提高煤的能量利用率，使煤成为清洁高效的能源。

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。