煤的低温干馏资料
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1绪论煤化学工业是以煤为原料经过化工加工实现煤综合利用的工业,简称煤化工元素组成:C 、H 、O 、N 、S 、P 等化学组成:水分(外在水,内在水,结合水),灰分,挥发分,固定炭2煤的低温干馏煤在隔绝空气条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,称为煤干馏(或称炼焦、焦化)。
按加热终温分:低温干馏,中温干馏,高温干馏.原料:低阶煤低温干馏产品: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多。
煤焦油:黑褐色液体,密度0.95~1.1g/cm3,酚类,有机碱,烷烃,烯烃,环烷烃,中性含氧化合物,中性含氮化合物,沥青.煤气:密度:0.9~1.2g/cm3,组成:甲烷、其他烃类原料煤:变质程度↑半焦↑焦油↓热解水↓煤气↑一次焦油:所得焦油是煤的一次热解产物。
焦炉炭化室炉墙温度:加煤前,1100℃左右;加湿煤后,T 先↑后↓;推焦前, 1100℃左右加热终温影响因素:温度↑煤化程度↑,煤开始热解温度↑温度↑焦油产率↓煤气产率↑焦油产率↓煤气产率↑压力的影响:压力↑半焦产率↑ 焦油产率↓ 煤气产率↑LR 褐煤干馏流程:产物:半焦,挥发分15~21%;炼焦配煤瘦化剂焦油,含尘21.1%,回配入半焦中油,含尘0.2%热解水煤气,含轻油中国褐煤干馏实验:产物:半焦,微孔;灰分少,热值高,反应性好,比电阻大还原剂,炭质吸附剂,高炉喷吹燃料、焦油、热解水、煤气,含轻油3 炼焦炼焦:煤在焦炉骨隔绝空气加热到1000℃左右,可获得焦炭、化学产品和煤气的过程用途:焦炭:高炉炼铁化学产品:肥料,农药;纤维;塑料、炸药;医药原料煤气:合成氨炼焦过程:芳核综合稠化,侧链脱落分解成焦过程煤的干燥预热阶段 < 350℃ 胶质体形成阶段 350~480℃半焦形成阶段 480~650℃ 焦炭形成阶段 650~950℃气体要出途径:胶质层:由两侧移向中心内部:里行气:水蒸汽,煤一次热解产物,上行进入炉顶空间.外部:外行气:煤一、二次热解产物沿焦饼裂纹及炉墙与焦饼间空隙进入炉顶空间 煤 (干燥预热)胶质体 (软化膨胀) 半焦 (固化收半焦 气态产物炼焦用煤的种类:焦煤JM 、肥煤FM 、气煤QM 、瘦煤。
煤干馏产物低温干馏生产工艺及污染治理1. 低温干馏的概念煤在隔绝空气下加热至高温600℃左右所发生的一系列复杂的物理、化学变化过程,称为煤的低温干馏。
2.干馏炉生产工艺特点及流程干馏炉是煤低温干馏生产工艺中的主要设备。
鲁奇低温干馏炉是工业上已采用的典型炉型,其采用气体热载体内热式垂直连续进料,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3部分。
2.1主要工艺特点炉内采用大空腔设计,干燥段、干馏段没有严格的界限,干馏、干燥气体热载体不分;炽热的半焦进入炉底水封槽,用水冷却,采用拉盘和刮板机导出于馏产品;部分荒煤气和空气混合进入炉内花墙,经花墙孔喷出燃烧,生成千馏用的气体热载体将煤块加热干馏;煤气由炉顶集气伞引出进入冷却系统。
但其不足之处在于:①干燥和干馏气体热载体部分不足,导致出炉煤气热值低,难以符合工业和民用要求,对后续进一步加工利用造成巨大影响;②采用水封冷却出焦方式,表面看起来避免了由于煤气泄漏造成的环境污染,实际在生产中,黑褐色的熄焦高温废水,向空气中会发出大量有毒有害的气体;③由于半焦是从水里捞出,还需要浪费大量的煤气燃烧去烘干半焦;④煤干馏炉规模小,难以大型化。
目前规模均为3~5万t/a的小型炉,属国家限制和淘汰的对象之一;⑤由于气体热载体必须由下向上穿过料层,要求料层有足够的透气性,并使气流分布均匀,所以入料粒度应为20~80mm,需要由原煤破碎和筛分,其产率不高,价格还高于原煤;⑥于馏炉加料过程粉尘问题未得到有效解决。
2.2生产工艺流程图原料煤由斗式提升机提升到炉顶储煤仓,并连续加入干馏炉,经预热段进入干馏段,干馏所用热量主要由回炉煤气与空气在火道内混合均匀后,经火口进入干馏段燃烧,干馏段下部成品干馏煤落入水封槽冷却,然后排出。
荒煤气在干馏室内沿料层上升,通过煤气收集罩、上升管、桥管先后经文氏管塔、旋流板塔洗涤,煤气在风机的作用下回炉加热,剩余部分放散。
焦油进入沉淀池脱水,然后集中在焦油池进行静置恒温加热和2次脱水,脱水后的焦油即为成品油。
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。
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。
第1节、概述概念:煤干馏—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℃;中温干馏:700~900℃;高温干馏:900~1100℃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。