浅谈煤化工中的煤低温干馏

—48—工作研究根据目前到世界石油消耗速度，在未来的几十年间石油资源的储存量将会达到最低点，同时对于一些比较容易开采且生产费用相对较低的油田基本上都处于开发工作当中，同时要想获取更多的石油资源，则需要朝着地层更深处的位置进行探索，整个石油资源的开采工作难度将会进一步加大，同时石油资源的开采费用也会大幅度上升。

因此，必须要寻求更多新型能源以及相关的化工原料来替代石油，进而人们对煤化工产业的重视程度不断上涨。

1.煤化工生产过程中煤低温干馏技术分析所谓煤化工产业主要是以煤炭资源作为主要的生产原料，通过化学加工处理之后可以有效实现煤炭资源的综合利用，简称为煤化工产业。

煤炭资源在隔热空气环境条件下，受热分解之后会生成煤气、焦油、粗苯以及焦炭等各种材料称之为煤干馏。

根据煤炭加热的最高温度的不同，可以将其分为三种形式，即低温干馏、中温干馏以及高温干馏，煤炭的低温干馏处理工的过程属于一种在常压生产条件下不需要进行加氢处理，不用氧气即可制取煤气和煤焦油，通过该生产工作流程充分实现煤炭资源的部分气化以及液化［1］。

低温干馏的气化以及液化生产工艺流程相对比较简单，在反应条件方面比较温和，前期的经济成本投量相对较少，生产成本相对较低。

煤低温干馏生产技术在整体的经济效益上表现非常明显，更加适用于低温干馏加工和处理，褐煤的半焦反应表现性相对较好，适合作用在一些还原反应生产条件当中。

半焦含硫比原煤更低，低硫半焦燃料更加有利于环境的保护工作，低阶煤炭资源没有明显的粘接性，更加有利于在移动床或者流化床干馏炉当中来进行反应和生产，最佳的热解温度会随着煤炭资源的性质不同而有所变化，因此对于低温干馏处理效果也会产生一定的影响。

1.1低温干馏的主要炉型干馏炉设备是低温干馏生产工艺流程当中非常重要的组成设备，在低温干馏处理工作当中可以保证工作效率更高、操作更加简单稳定。

在低温干馏处理工作过程中，要求干馏物料必须要进行充分加热保证加热工作的均匀性，并且对整个干馏控制过程进行合理把控，在原料种类方面需要保证原材料的煤炭颗粒直径大小，需要符合干馏处理工作标准，同时要进一步控制挥发物所产生的二次热解作用，通过低温干馏处理工艺流程，可以进一步实现对干馏物料的升温处理。

煤的低温干馏反应机理的探究煤是一种重要的能源资源，其在能源领域的应用广泛。

然而，煤的直接燃烧会产生大量的污染物和温室气体，对环境和人类健康造成严重影响。

因此，研究煤的低温干馏反应机理，寻找高效、清洁的能源转化途径，具有重要的理论和实际意义。

煤的低温干馏是指在较低的温度下，通过去除煤中的挥发分和湿分，实现煤的无烟燃烧和高效利用。

这种干馏过程涉及复杂的化学反应，需要深入研究煤的结构和组成，以及反应机理。

煤的结构主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，其中碳是主要成分。

煤中的碳主要以有机质的形式存在，包括腐植质和裂变质。

腐植质主要来自于植物残渣的堆积和压实，裂变质则是在地质作用下形成的。

煤的结构和组成对低温干馏反应的过程和产物有着重要的影响。

在低温干馏过程中，煤中的挥发分和湿分被逐渐释放出来，形成气体和液体产物。

这些产物包括煤气、焦油和焦炭等。

煤气主要由一氧化碳、氢气、甲烷等组成，可用于燃料和化工原料。

焦油则是一种复杂的混合物，含有大量的芳香烃和多环芳烃，可用于制备化工产品。

煤的低温干馏反应机理涉及多种反应路径和中间产物。

其中，裂解、重组和聚合是主要的反应类型。

在裂解反应中，煤中的大分子有机质被破坏，产生小分子化合物。

重组反应是指小分子化合物之间的相互作用，形成新的化合物。

而聚合反应则是指小分子化合物之间的结合，形成大分子化合物。

研究煤的低温干馏反应机理需要运用多种分析技术和方法。

例如，傅里叶变换红外光谱（FTIR）可以用于分析煤的结构和功能基团。

核磁共振（NMR）技术可以用于研究煤的化学键和分子结构。

质谱（MS）技术可以用于鉴定和定量煤中的挥发分和液体产物。

这些技术的应用可以揭示煤的低温干馏反应过程和机理。

煤的低温干馏反应机理的研究不仅有助于提高煤的利用效率，还可以减少污染物的排放。

通过深入了解煤的结构和组成，优化低温干馏过程的条件和参数，可以实现煤的清洁转化和高效利用。

此外，研究煤的低温干馏反应机理还可以为煤的资源化利用提供理论指导和技术支持。

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。

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。

煤的低温干馏工艺有哪些煤的低温干馏工艺是指在700以下的温度范围内，将煤进行加热处理，通过物理和化学反应将煤中的有机物质分解，生成液体和气体产品的过程。

这种工艺可以有效利用煤资源，减少对煤中的有机物质进行燃烧而产生的环境污染。

下面将介绍几种常见的煤的低温干馏工艺。

1. 低温热解工艺：低温热解工艺是将煤与热载体（如石英颗粒或金属颗粒）一起加热，通过热传导和煤与热载体间的物理和化学反应，使煤的有机物质分解为液体和气体产品。

该工艺适用于煤的干馏和焦化过程。

2. 低温气化工艺：低温气化工艺是指将煤与空气或气体反应剂（如水蒸气、氢气或一氧化碳）进行气化反应，将煤中的有机物质转化为气体燃料或化工原料。

低温气化过程中生成的气体主要包括合成气、甲烷和一氧化碳。

3. 低温液化工艺：低温液化工艺是将煤在氢气的存在下进行催化加氢反应，将煤中的有机物质转化为液体燃料或化工原料。

低温液化工艺可以通过裂解煤中的大分子结构，得到低碳烯烃、芳香烃等燃料和化工原料。

4. 低温焦化工艺：低温焦化工艺是将煤在干燥空气或氮气中进行加热，使煤中的有机物质发生裂解反应，得到焦炭和可燃气体。

低温焦化过程中生成的气体主要包括一氧化碳、甲烷和氢气。

5. 低温裂解工艺：低温裂解工艺是将煤在催化剂（如铁催化剂）的存在下进行加热，通过裂解和重组反应，将煤中的有机物质转化为液体燃料和化工原料。

低温裂解工艺可以得到混合芳香烃、饱和烃和杂环化合物等产品。

6. 低温脱固硫工艺：低温脱固硫工艺是将含硫煤在氧化剂（如空气、氧气或过氧化氢）的存在下进行加热反应，通过氧化反应将煤中的硫化物转化为硫酸盐或硫酸酯，达到脱硫的效果。

低温脱固硫工艺可以减少煤燃烧时产生的二氧化硫和硫酸雾的排放。

总结起来，煤的低温干馏工艺包括低温热解、低温气化、低温液化、低温焦化、低温裂解和低温脱固硫等几种常见工艺。

这些工艺能够有效利用煤资源，同时减少煤的燃烧对环境的污染，具有重要的经济和环境意义。

煤的低温干馏及其煤焦炭应用技术煤是一种重要的能源资源，广泛应用于工业、农业和生活等领域。

然而，传统的煤燃烧方式存在着严重的环境问题，如大量的二氧化碳排放和空气污染。

为了解决这些问题，煤的低温干馏技术应运而生。

低温干馏是一种将煤在低温下进行加热分解的过程，通过控制温度和时间，可以得到不同类型的煤焦炭。

煤焦炭是一种具有高热值和低污染性的固体燃料，可以替代传统的煤炭和石油焦作为工业燃料和还原剂。

煤的低温干馏过程中，煤中的挥发分和固定碳被分离出来。

挥发分主要包括水分、沥青质和气体，而固定碳则是煤焦炭的主要成分。

煤焦炭具有高热值、低灰分和低硫含量的特点，可以广泛应用于冶金、化工、建材等行业。

在冶金行业中，煤焦炭是一种重要的还原剂。

通过与铁矿石一起加热，煤焦炭可以将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，从而得到高纯度的铁。

与传统的焦炭相比，煤焦炭具有更高的还原性能和更低的灰分含量，可以提高冶金过程的效率和产品质量。

在化工行业中，煤焦炭可以作为一种重要的原料。

通过煤焦炭的加工和转化，可以得到一系列有机化合物，如苯、甲醇和乙烯等。

这些有机化合物广泛应用于塑料、橡胶、纺织和医药等行业，推动了化工工业的发展。

在建材行业中，煤焦炭可以作为一种重要的燃料。

通过煤焦炭的燃烧，可以产生高温和高压的热能，用于石灰石的煅烧和水泥的生产。

煤焦炭的高热值和低灰分含量使其成为建材行业中理想的燃料选择，可以提高生产效率和产品质量。

除了以上应用领域，煤焦炭还可以用作电力发电的燃料和炼焦煤的替代品。

煤焦炭的使用不仅可以减少二氧化碳排放和空气污染，还可以降低能源成本和提高能源利用效率。

然而，煤的低温干馏和煤焦炭应用技术仍面临一些挑战。

首先，低温干馏过程中产生的气体需要进行处理和利用，以减少环境污染。

其次，煤焦炭的生产和应用需要建立完善的供应链和市场体系，以满足不同行业的需求。

总的来说，煤的低温干馏及其煤焦炭应用技术是解决传统煤燃烧问题的重要途径。

通过低温干馏，可以得到高热值和低污染性的煤焦炭，广泛应用于冶金、化工、建材等行业。