《煤化工工艺学》煤的低温干馏课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 煤的低温干馏,第二章 煤的低温干馏,1,2-1 概述,2-1 概述,2,一、定义及其分类,煤干馏（炼焦、焦化，Carbonization）：煤在隔绝空气或者惰性气氛条件下受热分解生成煤气、焦油、粗苯、半焦或焦炭的过程，又称煤热解（Pyrolysis）或热分解（Thermal decomposition）。,分类：,煤干馏,（根据加热终温的不同）,低温干馏：500600,o,C,中温干馏：700900,o,C,高温干馏：9001100,o,C,一、定义及其分类煤干馏低温干馏：500600 oC中温干馏,3,二、煤低温干馏的发展历程,煤低温干馏始于19世纪初，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；,二战期间，德国用褐煤为原料利用低温干馏制备煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油；,战后，大量石油的开采，低温干馏工业再次陷入停滞状态。,二、煤低温干馏的发展历程煤低温干馏始于19世纪初，当时主要用,4,三、煤低温干馏实质及其特点,煤低温干馏仅是常压热加工过程，受热后煤的有机质随温度升高发生一系列变化，形成气态（煤气）、液态（焦油、粗苯）和固态（半焦或焦炭）。,煤低温干馏实现了煤的部分气化和液化。,与煤的气化和液化相比，其优点：工艺过程简单，加工条件温和，投资少，生产成本低，充分利用了煤分子中含氢的潜在优势。,适于低温干馏加工的煤种：低阶煤（如褐煤、,长焰煤,和高挥发分的不黏煤等），这是因为：,低阶煤无黏结性，有利于在固定床或流化床干馏炉中处理。,最佳热解温度是随煤阶降低而降低的，低阶煤开始热解温度低。,低阶煤中挥发分含量较多，可得到较多的焦油和煤气。,煤低温干馏产品：半焦、煤气、焦油,三、煤低温干馏实质及其特点煤低温干馏仅是常压热加工过程，受热,5,2-2 低温干馏产品,2-2 低温干馏产品,6,一、半 焦,半焦的性质,孔隙率/%：3050；,反应性(于1050,o,C, CO,2,)/mL/（g,s,）,：比高温焦炭高；,比电阻/,m：,比高温焦炭高；,半焦的应用,做优质的民用和动力燃料；,无烟、不生成焦油、反应性好、热效率高、有一定块度,铁合金的优良炭料；,要求比电阻尽可能高,其他：,冶金型焦中间产品、粉矿烧结、高炉炼铁的喷吹料,一、半 焦半焦的性质,7,二、煤焦油,物理性质,黑褐色液体，密度300,o,C,析出挥发分、热解,510600,o,C,低温干馏终温,600,o,C,半焦开始向焦炭转化（H,2,，CH,4,， 半焦，焦油，煤气）,二、加热终温100120 oC,13,三、加热速度,快速,低分子产物应当多，焦油产率高,慢速,固体残渣产率高,提高煤的加热速度，可使产品产率发生如下变化：,半焦，焦油 ，煤气略微,三、加热速度快速,14,四、压力,提高压力，可使产品产率发生如下变化：,半焦和气态产物，焦油 ，半焦强度,四、压力提高压力，可使产品产率发生如下变化：,15,2-4 低温干馏主要炉型,2-4 低温干馏主要炉型,16,一、干馏设备的要求,效率高,加热均匀,操作方便、可靠,过程易控,原料煤类宽,粒度尺寸范围大,二次热解作用小,一、干馏设备的要求效率高,17,二、干馏供热方式,外热式（由炉墙外部传入热量）,缺点：热导率小、加热不均匀、半焦质量不均、二次热解加深、焦油产率降低,外热式供热示意图,二、干馏供热方式外热式（由炉墙外部传入热量）外热式供热示意图,18,二、干馏供热方式,内热式（借助热载体传热，载体和煤料直接接触）,热载体包括：固体热载体（热半焦、热瓷球）和气体热载体（热烟气）,优点：热效率高、耗能低、,加热均匀、简化干,馏炉结构,缺点：煤料要求高（必须是,块状，粒度范围窄）、,气体载体稀释干馏气,态产物。,内热式供热示意图,二、干馏供热方式内热式（借助热载体传热，载体和煤料直接接触）,19,三、气流内热式炉,沸腾床干馏炉（气流床/沸腾床）,原料：6 mm粉煤；,黏结性煤：气流吹入法,加料,不黏结性煤：螺旋给料器,燃料气和空气燃烧,供热,热烟气,产品,煤粉,满流管,焦粉,气体,旋风分离器,煤气,气体冷却系统,粉尘,焦油、中油,三、气流内热式炉沸腾床干馏炉（气流床/沸腾床）煤粉满流管焦粉,20,三、气流内热式炉,鲁奇三段炉（固定床）,原料：褐煤块、型煤，2080 mm，非黏结性煤；,流程：（三段：干燥段、干馏段和冷却段）,气流内热式炉干馏流程（另见,框图,）,三段炉结构图,三、气流内热式炉鲁奇三段炉（固定床）气流内热式炉干馏流程（另,21,2-5 立式炉生产城市煤气,2-5 立式炉生产城市煤气,22,一、原料煤,弱黏结性、一定块度75 mm,炉型：外热式立式炉,1 干馏室；,2 上部蓄热室；,3 下部蓄热室；,4 煤槽；,5 焦炭槽；,6 加热煤气管,一、原料煤 弱黏结性、一定块度75 mm,23,二、立式炉生产城市煤气流程,二、立式炉生产城市煤气流程,24,2-6 固体热载体干馏工艺,2-6 固体热载体干馏工艺,25,一、外热式及气流内热式的缺点,外热式,干馏传热慢，生产能力小,气流内热式,只能处理块状煤料，干馏气态产物混入惰性气体，降低了煤气的质量,一、外热式及气流内热式的缺点外热式,26,二、托斯考（Toscoal）工艺,由美国油页岩公司（The Oil Shale Corporation）开发，基于Tosco-II油页岩干馏工艺发展而来。,原料：,非黏结性煤和弱黏结性煤（预先破黏）,产品：,煤气：,热值高,，符合中热值城市煤气需求,焦油：加氢可转化为合成原油,半焦：有一定挥发分，可作为发电厂原料或制成无烟燃料,二、托斯考（Toscoal）工艺由美国油页岩公司（The O,27,二、托斯考（Toscoal）工艺,Toscoal法干馏非黏结性煤的工艺,流程（另见,框图,）,二、托斯考（Toscoal）工艺Toscoal法干馏非黏结性,28,工艺特点及要求,原料及产品：,粒度12.7 mm，瓷球粒度略大于此值，半焦6.3 mm,干燥预热：,预热温度热解温度,干馏温度：430540,o,C,540,o,C：焦油产率（二次热解），半焦,挥发分16%,二、托斯考（Toscoal）工艺,工艺特点及要求二、托斯考（Toscoal）工艺,29,三、ETCH粉煤快速热解工艺,ETCH-175工艺流程,三、ETCH粉煤快速热解工艺ETCH-175工艺流程,30,三、ETCH粉煤快速热解工艺,工艺特点及要求,煤干燥阶段（110150,o,C）和煤预热阶段（300400,o,C）之前采用气体热载体,由热解开始到600650,o,C采用固体热载体,固体热载体温度为800,o,C左右,原料：褐煤,产品：焦油中含有较多含氧化合物，其性质不稳定,三、ETCH粉煤快速热解工艺工艺特点及要求,31,四、鲁奇鲁尔煤气工艺（LR工艺）,原料：褐煤,LR褐煤干馏流程,四、鲁奇鲁尔煤气工艺（LR工艺）原料：褐煤,32,五、中国褐煤干馏试验,工艺特点及要求,原料：褐煤，粒度05 mm,热载体：焦粉，温度700750,o,C,热载体提升气：燃烧炉的热烟气,干馏温度范围：450670,o,C,产品：,半焦：灰分不高，热值高，反应性好，比电阻大,五、中国褐煤干馏试验工艺特点及要求,33,五、中国褐煤干馏试验,实验装置：,包括原料煤处理、干馏、流化半焦提升、焦油煤气回,收系统,实验流程,半焦,煤气,焦油,五、中国褐煤干馏试验实验装置：包括原料煤处理、干馏、流化半焦,34,本章结束,本章结束,35,中国煤炭分类,褐煤（HM）、烟煤、无烟煤（WY）,其中烟煤又分为长焰煤（CY）、不黏煤（BN）、弱黏煤（RN）、气煤（QM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）、贫煤（PM）,返回,中国煤炭分类褐煤（HM）、烟煤、无烟煤（WY）返回,36,气流内热式炉干馏流程框图,返回,气流内热式炉干馏流程框图返回,37,Toscoal法干馏非黏结性煤的工艺框图,返回,Toscoal法干馏非黏结性煤的工艺框图返回,38,树立质量法制观念、提高全员质量意识。,8月-24,8月-24,Tuesday, August 20, 2024,人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。,08:56:17,08:56:17,08:56,8/20/2024 8:56:17 AM,安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。,8月-24,08:56:17,08:56,Aug-24,20-Aug-24,加强交通建设管理，确保工程建设质量。,08:56:17,08:56:17,08:56,Tuesday, August 20, 2024,安全在于心细，事故出在麻痹。,8月-24,8月-24,08:56:17,08:56:17,August 20, 2024,踏实肯干，努力奋斗。,2024年8月20日,8:56 上午,8月-24,8月-24,追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。,20 八月 2024,8:56:17 上午,08:56:17,8月-24,严格把控质量关，让生产更加有保障。,八月 24,8:56 上午,8月-24,08:56,August 20, 2024,作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。,2024/8/20 8:56:17,08:56:17,20 August 2024,好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。,8:56:17 上午,8:56 上午,08:56:17,8月-24,一马当先，全员举绩，梅开二度，业绩保底。,8月-24,8月-24,08:56,08:56:17,08:56:17,Aug-24,牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。,2024/8/20 8:56:17,Tuesday, August 20, 2024,相信相信得力量。,8月-24,2024/8/20 8:56:17,8月-24,谢谢大家！,树立质量法制观念、提高全员质量意识。8月-238月-23Tu,39,