第二章煤的低温干馏分解.ppt

第2章 煤的低温干馏 第2章 煤的低温干馏 概述 低温干馏产品 影响因素 低温干馏的主要炉型 立式炉生产城市煤气 固体热载体干馏工艺 2.1 概述 定义：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，称为煤干馏（或称炼焦、焦化） 分类：按照加热终温的不同，可以分为三种： 500-600 oC：低温干馏 700-900 oC：中温干馏 900-1100 oC：高温干馏 发展：煤低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡。19世纪末因电灯的发明，煤低温干馏趋于衰落。但二战又刺激了低温干馏，用于生产煤焦油，进而得到汽油和柴油。二战后，大量廉价石油的开产，低温干馏又陷入停滞状态。 低温干馏过程仅是一个加热过程，常压生产，不用加氢，不用氧气，即可制得煤气和焦油，实现煤的部分气化和液化，得到的半焦性能好。过程简单、加工条件温和、投资少、生产成本低。目前还有市场。 2.2 低温干馏的产品 产物：焦油6%-25%；半焦产率50%-70%；煤气 产率80-200 m3/t（原料干煤） 半焦：低温干馏的固体产物。孔隙率：30%~50%；反应性和比电阻都比高温焦炭高得多；但强度稍低。 某原料煤、半焦、冶金焦的性质比较 2.2 低温干馏的产品 煤焦油： 低温干馏煤焦油是黑色液体，密度通常0.95 ~ 1.1 g/cm3 组成：酚类，35%；有机碱，1%~2%；烷烃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%；中性含氮化合物(主要为五元杂环化合物)2%~3%； 沥青10%。 发动机燃料：酚类，烷烃，芳烃（苯、萘，及其同系物） 2.2 低温干馏的产品 煤气： 低温干馏煤气密度：0.9 ~ 1.2 kg/m3 组成：甲烷和其他烃类（烟煤烃类可达65 %） 热值：33.5 ~ 37.7 MJ/m3（烟煤） 2.3 干馏产品的影响因素 低温干馏产品的产率和性质与原料煤种、加热条件、加热速度、加热终温、压力等有影响； 干馏炉的形式、加热方法、挥发物在高温区的停留时间有影响； 解热温度场的均匀性以及气态产物二次热解深度也有影响 不同煤低温干馏实验的产品产率 热解温度：600oC 不同煤热解油的族组成： 不同煤的煤气组成： 加热终温 随着温度的升高，使得具有较高活化能的热解反应有可能进行。自由基的产生和稳定，转化为小分子化合物的过程。 不同煤类开始热解的温度不同，煤化程度低的煤开始热解温度也低，东北泥煤为100~160oC；褐煤为200~ 290oC，长焰煤约为320oC；气煤约为320oC；肥煤约为350oC；焦煤约为360oC。由于煤开始热解温度难以准确测定，同类煤的分子结构和生成条件也有较大的差异，因此只能大致确定煤的开始热解温度。 典型烟煤的热解过程 气煤一次热解焦油组成和产率与热解温度关系 气煤热解煤气组成与热解温度关系 加热速度 煤低温干馏的加热速度和供热条件对产品产率和组成有影响。提高煤的加热速度能降低半焦的产率，增加焦油产率，煤气产率稍有减少。 加热速度慢时，煤质在低温区间受热时间长，热解反应的选择性较强，初期热解使煤分子中较弱的键断开，发生了平行的顺序的热缩聚反应，形成了热稳定性好的结构，在高温阶段分解少； 在快速加热时，相应的结构分解多；快速加热供给煤大分子热解过程高强度能量，热解形成较多的小分子碎块。低分子产物多。（拔头） 气煤在不同加热速度下干馏的液体产物 气煤在不同加热速度下干馏的煤气性质和组成 热解气氛压力 压力增大，焦油产率减少，半焦和气态产物产率增加；半焦的强度提高（原因是挥发物析出困难使液相产物之间作用加强，发展了缩聚反应）。 2.4 低温干馏的主要炉型 干馏炉的供热方式：外热式、内热式。 气流内热式 气流内热式 气流内热式 外热式 外热式 外加热式立式炉 固体热载体干馏工艺 固体热载体干馏工艺 煤的低温干馏 总结： 煤在500~600oC、隔绝空气的条件下，受热分解生成煤气、焦油、焦炭的过程。 把煤炭转化为气、液、固态三种产物。在温和的条件下，把煤分割为富氢和富碳组分。 提高了煤的利用价值和经济性。 作业 什么是煤化工？从煤的加工过程来看，目前煤化工主要包括那些分支？ 什么是煤的低温干馏？低温干馏的影响因素有那些？ 简述固体热载体干馏工艺的原理。 * * * 立式炉生产城市煤气流程 1-轻油洗涤塔；2-煤气冷却器；3-鼓风机；4-热焦油分离器；5- 集气管；6-立式炉（干馏室）；7-发生炉煤气洗涤塔；8-发生炉 1-煤干燥管；2-干煤旋风器；3- 热粉焦旋风器；4-加热器；5-干 流槽；6-粉焦加热提升管；7-粉 焦冷却器；8-混合器；9-煤槽； 10-给料器；11-粉煤机；12-燃 烧炉 焦炭作为热载体