煤焦油加氢技术教学全套课件高职冶金工程煤焦油加氢技术 3 煤的低温干馏.pptx

;;3 煤的低温干馏; 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，称为煤干馏（或称炼焦、焦化）。而煤热分解是指煤在各种条件下受热分解的统称。煤干馏按加热终温的不同，可大致分为三种：500~600 ℃为低温干馏；600~900 ℃为中温干馏；900~1 100 ℃为高温干馏。 煤低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡烛。19世纪末，因电灯的发明，煤低温干馏趋于衰落。第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国基于战争目的，建立了大型低温干馏厂，用褐煤为原料生产低温干馏煤焦油，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，使低温干馏工业再次陷于停滞状态。 煤低温干馏过程仅是一个加热工艺过程，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。; 低温干馏半焦的空隙率为30%~50%，其反应性和比电阻都比高温焦炭高得多。原料煤的煤化度越低，半焦的反应能力和比电阻越高。半焦强度一般不高，低于高温焦炭。半焦可用于电炉冶炼和化学反应等过程，这些用途对于燃料机械强度要求不高，半焦的块度和强度可以满足要求。为便于比较， 表3 -1列出了原料为褐煤、长焰煤和气煤的半焦，以及配入气煤炼得焦炭和10~25 mm碎冶金焦用作还原剂时的性质。 半焦块度与原料煤的块度、强度和热稳定性有关，也与低温干馏炉的结构、加热速度及温度梯度有关。一般移动床干馏炉用原料煤块度为20~80 mm。 半焦是铁合金生产的优良炭料，要求半焦比电阻尽可能高，以保证铁合金电炉池中总电阻达到最大，节省电能。装入电炉的半焦块度可为3~6 mm，比电阻为0.35~20 Ω·m。;气流内热式块煤或型煤干馏炉在德国和其他国家用来生产半焦。如在苏联用该法生产铁合金半焦,其干馏中温达到700~750 ℃,是中温干馏。加热用的热载体为烟道气与回炉煤气的混合气体，温度为860~980 ℃。某厂采用当地生产的长焰煤为原料，半焦块度大于16 mm，其原料煤、产品半焦及10~25 mm冶金焦的性质见 表3-2。; 低温干馏煤焦油（简称焦油）是黑褐色液体，密度一般为1 g/cm3，因原料煤性质和低温干馏方法不同，焦油的密度也不同，通常在0.95～1.1 g/cm3。 由低温焦油提取的酚可以用于生产塑料、合成纤维、医药等产品。泥炭和褐煤焦油中含有大量蜡类，是生产表面活性剂和洗涤剂的原料。低温焦油适宜于深度加工，经催化加氢可获得发动机燃料和其他产品。 低温干馏粗煤气冷凝产生的焦油下水的密度略大于1 g/cm3,它与焦油上水的区别呈酸性或中性。焦油下水中含有低级醇类、甲酸和其他可溶于水的酸类、酚类，也有含硫和含氮化合物，因此在排入废水系统之前需要加以处理。; 低温干馏煤气密度为0.9～1.2 g/cm3,含有较多甲烷及其他烃类，煤气组成因原料煤性质不同而有较大差异。褐煤低温干馏煤气的烃类含量低，烟煤的含量可高达65%，因此其煤气热值可达33.5～37.7 MJ/m3（本书中不注明时，气体体积都是标准状态）。在气流内热式炉中干馏时，所得煤气被热载体烟气冲稀，因而热值降低3～4倍，降低了它的应用价值。 低温干馏煤气主要用作本企业的加工燃料和其他用途，多余的煤气可作民用煤气，也可作化学合成原料气。;低温干馏产品的产率和性质与原料性质、加工条件、加热速度、加热终温及压力有关。干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区的停留时间等因素对产品的产率和性质也有重要影响，煤加热温度场的均匀性和气态产物二次热解深度对其也有影响。;在试验室条件下测定低温干馏产品产率，采用铝甑干馏试验，不同原料煤的试验结果见表3-3。由表中数据可见，低温干馏产品的产率与原料煤种有关。; 原料煤对低温干馏焦油的组成影响显著，因原料煤的性质不同，所产的低温焦油组成有较大差异。低温干馏温度为600 ℃，所得焦油是煤的一次热解产物，称一次焦油。泥炭一次焦油的族组成见表3-4。;不同类型烟煤热解（加热速度为3 ℃/min）时，所得一次焦油族组成见表3-5。;原料煤种类影响低温干馏煤气的组成。当干馏温度达到600 ℃时，不同煤类的低温干馏煤气组成见表3-6。 ;煤干馏终温是产品产率和组成的重要影响因素，也是区别干馏类型的标志。随着温度的升高，使具有较高活化能的热解反应有可能进行，与此同时生成了多环芳烃产物，它具有高的热稳定性。 不同煤类开始热解的温度不同，煤化度低的煤开始热解温度也低，泥炭为100～160 ℃，褐煤为200～290 ℃，长焰煤约为320 ℃，气煤约为320 ℃，肥煤约为350 ℃，焦煤约为360 ℃。由于煤开始热解