煤热解及相关技术胡浩权.pptx

煤热解及相关技术胡浩权大连理工大学煤化工研究设计所hhu@dlut.edu.cn,固体热载体快速热解技术工业化示范煤热解提油新技术煤及生物质循环移动床热解与气化技术煤炭液化……煤结构和转化Shinn J.H., Fuel,1984,63:1187煤是有机和无机质的混合物，在煤中具有不同反应性的组分. 传统方法：在煤转化过程中，把煤看作“单一 ”物质，在单一过程中达到高的转化率，使转化条件（温度，压力，停留时间）过于苛刻，增加了过程投资及生产成本。新思路：依照煤的组成具有不同反应性的特点，进行分级、定向转化（如部分热解-燃烧）并通过过程优化集成，将有可能实现煤转化的高效、低污染、低投资成本的技术。城市煤气、工业燃气煤气制 氢（可用于煤焦油加氢）煤化学品（酚等）热解低温煤焦油燃料油（汽油、柴油）半焦发电电能制氢、甲醇、二甲醚、气化合成气合成汽油等成型型焦、无烟燃料等提质提质煤（低灰半焦）活化活性炭、活性焦高炉喷吹料（低灰半焦）铁合金还原剂烧结焦粉以热解为基础的煤分级转化途径弥补因焦炭需求降低而造成的焦油生产量与需求之间的不足；补充可能出现的石油不足。和煤炭直接燃烧相比 降低SOx的排放量； 降低煤尘排放量。避免使用投资和生产成本高的烟气脱硫（约占电厂总投资的1/3）。这一工艺只是在传统的燃煤发电中加入一个热解过程，改直接烧煤为烧洁净半焦，因此容易实现。煤低温干馏过程通常与煤发电或煤气化合成化工相结合，即煤首先低温干馏得到低温煤焦油（低温煤焦油可进一步转化成发动机燃料、炭素材料和化工产品）、煤气和半焦，半焦再去发电、气化合成（甲醇、二甲醚、合成油等）或制氢（煤焦油加氢），实现煤（尤其是高挥发分煤）的经济有效洁净利用。 新工艺的优点煤固体热载体快速热解工艺煤炭及油页岩的高效转化和化工利用1983年，在国家计委和国家教委支持下，建立 10kg/h 的固体热载体干馏实验设备。1983年至1986间, 在煤炭部和石化总公司的资助下，完成十几种褐煤、次烟煤以及油页岩的干馏实验。1987年, “150 t/d 平庄褐煤工业性示范项目”列入国家”七五“重点工业性示范项目, 并得到国家计委和煤炭部的资助。10kg/h 大工新法干馏实验设备150 t/d 平庄褐煤工业化示范项目1990年4月-1992年5月，建成150t/d 装置并开始试验运行。 1994年5月通过国家教委和煤炭部主持的联合鉴定。随后该装置由平庄矿务局自己操作生产城市煤气。1995底因经济原因停产。DG工艺特点几个新的技术的组合。单元操作能力大(5000-8000 t/d).操作在大气压下进行，无需纯氧，无需氢气，几乎不需外加水，操作灵活，适合于各种粉状原料（非块状）。可生产低成本高热值煤气 (4000kcal/m3)。热效率高(大于 80%),水消耗低，SOx and NOx排放少。过程可以作为“气-热-油-电”多联供系统的基本技术；可用于提质低阶煤（褐煤）。高温气体除尘和固体料位的控制是存在的主要问题。褐煤与半焦性质对比发热量: 4750 kcal/kg increase to 5920 kcal/kg (~25%)大工煤固体热载体法热解技术研究与发展陕西神木富油能源开发有限公司 年加工60万吨神木煤生产低温煤焦油、半焦（高炉喷吹料）和煤气（制取氢气）配套12万吨/年中低温煤焦油综合利用示范一期工程已建成，开始试运行。（大连理工大学、中国化学工程集团公司和陕西神木富油能源开发有限公司合作完成）600 kt/a coal pyrolysis plant with DG process in Shenmu, Shanxi province新型热解工艺技术研究 煤焦油焦化过程的副产品。在上世纪五十年代前化学品生产的主要原料。在目前，95%以上2-4环芳烃和杂环芳烃以及15-25%的BTX仍然来自于煤焦油.煤焦油沥青是炭材料（如石墨、碳纤维、活性碳纤维）的主要原料.煤焦油可转化成燃料油.在传统煤热解过程转化率低（小于7-8%）；焦化工业萎缩以及液体燃料需求的增长，开发能得到更高焦油的煤热解新方法十分必要。煤热解基础Stabilization of radicals leading to the formation of volatile products (tar)Formation of free radicalsPolymerization and condensation reactions leading to the formation of char particlesExtended exposure to high temperature, secondary reactions leading to the formation of gasRe