日本的煤炭快速热解技术

我国及世界范围内活性炭的生产情况（数据来源2000年-2002年）1.世界主要活性炭产地是美国、中国、日本、东南亚地区及西欧等。

2.改革开放以来，我国活性炭生产进入高速发展时期，产量由改革开放初期的1万余吨增加到目前（2002年）的10万吨以上，总产量己超过日本仅次于美国，是世界第二大活性炭生产国。

同时，我国生产的活性炭约60%出口，是世界第一大活性炭出口国，我国活性炭产品出口四十多个国家和地区。

3.我国产量最大的煤基活性炭产品主要采用物理活化法生产。

4.世界上活性炭最大消费国美国，预计需求量将以每年5%的速度增长，价格也以每年5%-8%的速度上涨，其中，性能优异的活性炭产品市场需求还将以更高速度增长。

据专家预测，在未来几年内，国际活性炭市场上需求量增长速度较快的产品是:高档溶剂回收炭、汽车回收汽油炭、烟气净化专用炭及家庭饮用水处理炭。

5.活性炭领域的大公司有Calgon,Westva，Norit。

Norit公司拥有重金属回收用活性炭，Calgon公司拥有Centau系列活性炭。

6.北京煤化学研究所活性炭研究室是专门从事煤基活性炭生产技术及产品开发的国家级研究机构。

近几年来，根据国际活性炭市场需求，以国内煤炭、果壳和木材为原料，经过多年潜心研究，开发成功了多种国际市场上畅销的活性炭新产品。

1 汽车回收汽油用活性炭：为防止汽油挥发而浪费燃料和污染环境，发达国家汽车上一般要安装装填活性炭的炭罐。

所用活性炭不仅要求吸附性能好，而且要求有较好的脱附性能，一般用丁烷工作空量BWC表示其性能优劣，要求BWC>9(g1100ml)。

国内用常规方法生产的优质活性炭BWC只有6左右，难以满足国外汽车使用要求。

2 大颗粒活性炭：随着活性炭领域的不断扩大，一些新的应用领域要求活性炭有较大的粒度，以减少由于由于活性炭颗粒小而造成的床层压降。

用常规方法生产的大颗粒吸附性能、催化性能及强度难于同时满足使用要求。

我们根据中国煤质资源特点，以年青煤为原料生产出直径大于8mm的大颗粒活性炭，其性能达到国际先进水平。

什么是煤解热？据中科合成油工程有限公司高级工程师唐宏青介绍，煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、兰炭的过程。

煤热解与煤液化、煤气化的区别有以下几点。

首先是工艺不同。

煤液化是将煤在高温下加氢裂解；煤气化是煤在高温条件下，以氧气、水蒸气或氢气作气化剂的一种反应；煤热解是一种加热蒸发的过程。

其次是得到的产品不同。

煤液化得到的是柴油、汽油；煤气化得到的是气体，比如煤气；煤热解能得到3种产品：焦油、煤气、兰炭。

此外，与煤气化比，煤热解产出的煤气量少；与煤液化相比，煤热解得到的燃料油比重大、密度高、十六烷值低，质量不如煤液化的好。

该技术最早产生于19世纪，起源于德国，发明之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气，由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术。

CCIN记者通过查阅科技文献发现，煤热解技术在19世纪就已出现，但受技术所限，生产的产品比较简单，当时主要用于制取灯油和蜡。

19世纪末，因电灯的发明，煤热解趋于衰落。

第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国出于战争目的，建立了大型煤热解厂，以褐煤为原料生产煤焦油，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，煤热解再次陷于停滞状态。

煤热解在我国的历史也很久远。

早在1865年9月，英商就在我国上海的苏州河畔建成了中国第一座煤气厂，建设了水平式煤热解炉，向公共租界供应煤气。

此后，繁华的外滩、南京路一带开始启用煤气路灯，取代了早期的煤油灯。

直到上世纪50年代，我国很多城市用的煤气还是通过煤热解产生。

20世纪50年代，我国开始进行煤热解工艺的进一步开发和研究，主要是为了将其产业化，用于发展煤化工，洁净高效综合利用煤炭。

这些研究取得了一些进展，特别是在生产兰炭方面，北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所等单位，先后开发了不同工艺的煤热解技术。

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LurgiGmbH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。

国内外褐煤热解技术的应用及发展褐煤是一类煤种，它在地壳中分布广泛，含水量高、低热值、灰分较高的特点使得其在现代能源消耗的大环境下变得更加重要。

为了充分利用和开发褐煤这种资源，人们逐渐开发出了各种褐煤热解技术，以提高其热值、改善使用效果、减少环境污染。

一、国内褐煤热解技术的应用与发展自上世纪50年代起，中国就开始尝试热解褐煤的技术，经过多年的发展和改进，目前已形成了以热干法、分期分级热解法、水煤浆、热风气化等为主要代表的褐煤热解技术体系。

其中，热干法是目前应用最广泛的一种技术，其原理是将经过破碎、筛分处理的褐煤块通过高温干燥、冷却等多段工序，分解出大量有机物质，并分离出水分、灰分等无机成分。

随着技术的不断发展，中国的褐煤热解技术也越来越成熟。

江苏华电褐煤干法热解厂、内蒙古褐煤热解综合利用工程、鄂尔多斯市褐煤综合利用示范项目等一系列项目的建设，为全国褐煤资源的高效利用奠定了坚实的基础。

同时，中国在褐煤热解领域也取得了多项重大科技成果。

如近年来发展起来的“煤岩顶板式煤浆泵送导流台阶热解工艺”，以其独特的热解方式，避免了煤浆在热解过程中粘壁和结块等问题，在节能、减排、安全性等方面均表现出非常明显的优势。

二、国外褐煤热解技术的应用与发展相比于国内的热干法、热风气化等热解技术，国外的褐煤热解技术水平相对更加先进。

主要表现在以下几个方面：1、气固流化床热解技术该方法利用高温气体对褐煤进行热解，具有热转化效率高、操作稳定、产品质量好等优点。

该技术已在欧洲、美国等地进行应用，成为国际上流行的褐煤热解技术之一。

2、液态中温热解技术该技术利用液态废物作为热解剂，完成对褐煤的热分解。

同时，这种技术还具有减少二氧化碳排放、降低投资成本等优点。

目前，德国、日本等国家已经对该技术进行了研究和应用。

3、热解气化联合技术该技术将直接热解和气化过程相结合，从而实现对褐煤在一个系统内的高效转化。

该技术被广泛应用于欧洲，是目前欧洲褐煤热解技术的重要组成部分。

煤炭分级利用又称分质利用，主要是指将煤炭通过中低温干馏进行热解，取出其中的挥发分，包括煤气与煤焦油，剩余半焦再利用的一种煤炭使用理念。

煤炭分级利用最早可追溯至石油使用之前，煤热解产生煤油（煤焦油），用于煤油灯的时代。

但近年来随煤化工热潮兴起，分级利用亦随之兴盛，伴随多个煤分级利用大型项目逐渐落地，分级利用已近乎成为可与煤制油、气等煤转化形式相匹的一种煤转化形式。

煤炭分质转化的梯级利用技术路线第一步，先将煤炭经固体热载体催化热解技术处理，产出煤焦油、兰炭（块焦、粉焦）和焦炉煤气等初级产品，完成对原料煤炭的分质；第二步，从焦炉煤气中提取氢气用于精馏出酚等高附加值产品后的煤焦油加氢，产出石脑油、柴油、液化气、等石油产品；第三步，将提氢后的焦炉煤气中的甲烷成分分离出来，用于生产压缩天然气或液化天然气，焦炉煤气中剩余的一氧化碳用于生产甲醇、合成氨，或作为工业燃料。

对兰炭根据产品质量和粒度大小进行分质利用，块状兰炭用于生产电石、铁合金，粉状兰炭进行煤气化后生产甲醇、天然气、乙二醇、合成氨、合成油、石蜡等化工品，或作为高炉喷吹料、工业燃料，碳一基础化学品甲醇与石脑油用于耦合生产碳二基础化学品乙烯。

第四步，结合多联产，利用碳一、碳二基础产品，以及尿素等大宗化学品按照多品种、差异化原则，进一步延伸发展种类数量繁多的煤化工下游深加工产品，使煤炭资源在更加广泛的化工领域替代原油。

在高瓦斯煤矿周边区域则采用适度补充利用煤层气，进行“煤气互补，碳氢平衡”的煤炭综合利用多联产路线。

关键技术中低温干馏煤的干馏也称作煤的热解，是指煤在隔绝空气条件下加热至一定温度所发生的一系列复杂的物理、化学变化过程。

根据干馏温度的不同分为低温热解(500-650℃)、中温热解(650-800℃)、高温热解（900-1000℃)。

为得到更高产率的焦油和荒煤气，低阶煤分质利用通常采用中低温干馏。

国内典型中低温干馏技术路线是：将低变质煤经自然干燥，然后在热解炉内进行炭化处理，600-800℃条件下物料在隔绝空气的炭化炉中发生脱水、干馏、裂解等一系列反应，产生荒煤气、煤焦油和半焦。

煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源，在现代工业发展中起到关键作用。

然而，传统的煤炭利用方式存在一些问题，如煤炭的高效利用以及对环境的污染等。

为了解决这些问题，煤炭热解与煤制气技术应运而生。

本文将重点介绍煤炭热解与煤制气技术的原理、应用及前景。

一、煤炭热解技术煤炭热解是指在高温（500-1000摄氏度）和缺氧（或无氧）条件下，将煤炭分解为气体、液体和固体产物的过程。

这种热解过程可以利用石油炼制过程的废气，或者通过专门设计的煤气化设备进行。

1. 煤炭热解的原理煤炭热解的原理是将煤炭中的有机成分分解为可燃气体、焦炭和液体产物。

在热解过程中，煤炭中的挥发分子和焦油分子被释放出来，而不可燃的矿物质则留在焦炭中。

这种反应可以通过控制热解温度和施加适当的压力来调节产物的比例。

2. 煤炭热解的应用煤炭热解技术具有广泛的应用前景。

首先，它可以将煤炭中的有机物质转化为可燃气体，用于供热和发电。

其次，通过热解后产生的焦炭可用于冶金和化工行业。

此外，煤炭热解还可以产生液体燃料，如煤油和煤焦油，用于交通运输和化工领域。

3. 煤炭热解技术的前景煤炭热解技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。

它可以提高煤炭利用效率，减少温室气体排放，并降低对环境的污染。

此外，煤炭热解技术还可以减轻对传统石油资源的依赖，并为煤炭行业带来新的发展机遇。

二、煤制气技术煤制气技术是指通过气化反应将煤炭转化为合成气的过程。

合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以作为燃料或原料用于化学工业的合成反应。

1. 煤制气的原理煤制气是通过将煤炭与氧气或蒸汽进行气化反应，生成一氧化碳和氢气。

气化过程需要高温和压力条件下进行，煤炭中的有机物质被转化为可燃气体。

反应过程可以分为两个阶段，首先是煤的干馏反应，生成挥发分子；然后是气化反应，将挥发分子转化为一氧化碳和水蒸气。

2. 煤制气的应用煤制气技术在化工和能源领域有广泛的应用。

合成气可以作为燃料供应给燃气锅炉、燃气轮机和内燃机等设备，用于供热和发电。

日本开发出清洁液化煤
佚名
【期刊名称】《低温与特气》
【年(卷),期】2001(019)002
【摘要】日本科学家最近利用低温加热和溶液萃取相结合的方法从煤炭中制取清洁燃料获得成功，而且这种方法还能够抑制燃料中硫磺成分的产生。

rn 据《日刊工业新闻》报道，日本京都大学的科学家三浦孝一等在350 ℃和200个大气压的条件下裂解煤炭中的氢键，然后再用碳酸油萃取，这样可使80%的沥青煤变成液体，并且在室温环境下也能保持液体状态。

另外，在制取过程中，煤炭中70%的硫磺会被萃取，因此它不会被排放到空气中。

试验结果表明，用新法得到的燃料燃烧时产生的废气很少。

rn 据报道，利用这种方法生产的清洁液化煤在作为发电站燃料使用时，可减轻脱硫装置的负担，燃烧装置也能够实现小型化。

rn rn韩美【总页数】1页(P42)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.美CCTI在内蒙合资清洁煤和煤液化项目 [J],
2.煤液化项目获得突破性进展神华公司首次投煤成功制出实验油品 [J], 朱明旗
3.漳村矿开发自移式出煤出碴机 [J],
4.日本出光兴产公司与出光Unitec公司开发出间规聚苯乙烯树脂薄膜 [J],
5.日本研制出“不沾车”:汽车能自我清洁洗车或成历史 [J],
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日本煤炭管理经验现在从技术、机构、政策和安全管理四个方面对资料进行总结：一、技术：日本的洁净煤技术开发从内容上分为2部分: 一是提高热效率, 降低废气排放。

如流化床燃烧(循环流化床CFBC, 加压流化床燃烧PFBC)、煤气化联合循环发电(IGCC)及煤气化燃料电池联合发电技术等; 二是进行煤炭燃烧前后净化, 包括燃前处理、燃烧过程中及燃后烟道气的脱硫脱氮、煤炭的有效利用等。

日本正在开展的研发技术主要有以下几项。

（1）提高煤炭利用效率的技术, 如IGCC、CFBC 和PFBC。

（2）脱硫、脱氮技术, 如先进的煤炭洗选技术, 氧燃烧技术, 先进的废烟处理技术, 先进的焦炭生产技术等。

（3）煤炭转化技术, 如煤炭直接液化, 加氢气化, 煤气化联合燃料电池和煤的热解等。

（4）粉煤灰的有效利用技术。

二、设立的相关机构：1984年成立经济产业省下设的新能源产业技术综合开发机构(NEDO)负责组织实施具体的节能措施，NEDO包括煤炭气化专门委员会(1986)、火力发电新技术委员会(1981)、火力发电新技术调查委员会(1982) 等技术咨询部门。

1989年成立煤炭综合利用中心。

1990年促进海外煤炭科技开发的煤炭开发技术协力中心。

1995年在新能源综合开发机构( NEDO)内组建了一个洁净煤技术中心（CCTC）,专门负责开发21世纪的煤炭利用技术。

日本电力公司2001年组建清洁煤炭能源研究所,研究开发煤炭气化复合发电技术,并计划在2010年前使之达到实用化水平。

这家研究所计划在2004年建造功率为250MW级的发电设备，2007年进行验证试验,并计划在2010年之前使之达到实用化水平。

三、相关政策：尽管日本是市场经济非常发达的国家,然而政府对解决煤炭工业困境所采取的行政干预也很称著。

政府的支持政策是全面的、具体的、卓有成效的。

每次煤炭政策的出台都有相应的措施与政策的保证。

1、政府支持政策中最为突出的是补助金制度。

煤炭加工废弃物热解制备活性炭的研究随着能源需求的不断增加，煤炭作为非常重要的一种能源，在我国经济中占据着重要的地位。

但是在煤炭的开采和加工过程中，会产生大量的废弃物。

如果这些废弃物不能得到有效的利用，将导致资源浪费和环境污染，严重影响可持续发展。

活性炭是一种非常重要的环保材料，具有良好的吸附性能、化学稳定性和高表面积等特点，广泛应用于水处理、空气净化、废气净化、食品加工等领域。

与传统的煤炭相比，活性炭具有更高的经济和环境效益，因此制备活性炭已成为广大科学家关注的研究领域。

近年来，研究人员们发现煤炭加工废弃物可以通过热解制备活性炭，这种方法不仅可以实现废弃物的资源化利用，还减缓了煤炭对环境的影响。

煤炭加工废弃物中的有机成分可以通过在高温下热解，使其产生各种化学反应，最终转化为活性炭。

这种方法简单易行，成本低廉，并且不需要使用昂贵的化学药剂，因此备受研究人员们关注。

煤炭加工废弃物热解制备活性炭的实验研究需要考虑多个因素。

首先需要考虑热解温度和时间，这是影响热解反应的两个最重要的因素。

在不同的热解温度和时间下制备的活性炭，其表面积、孔隙大小和吸附性能都有所不同。

因此，热解温度和时间对活性炭的制备过程和吸附性能影响是需要充分考虑的。

其次，还需要考虑煤种选择和炭化条件的影响。

不同种类的煤所含的有机成分不同，因此在制备活性炭时需考虑煤种选择的因素。

此外，制备活性炭的炭化条件对其吸附性能也有很大影响，因此需要充分考虑和优化炭化条件。

在实验研究过程中，还需要考虑其他因素的干扰。

例如，废弃物的水分含量、颗粒大小、形态和硫含量等因素都可能会影响活性炭的制备和吸附性能。

因此，在实验研究中还需要充分考虑和控制这些干扰因素，以保证活性炭的制备过程和吸附性能的准确性和可靠性。

总的来说，煤炭加工废弃物热解制备活性炭是一种非常有前途的环保技术。

随着我国环保意识的不断提升，这种技术的应用前景将越来越广阔。

因此，通过对热解温度、热解时间、煤种选择、炭化条件和其他干扰因素的研究和控制，将有助于更加高效地制备活性炭，实现废弃物的资源化利用和环境保护的双重目的。