不同温度下煤干馏的产物
表6-1-03不同最终温度下干馏产品的分布
与性状
产品分布与性
状
最终温度（℃）
600低温
干馏
800中
温干馏
1000
高温干
馏
固体产物半焦中温焦高温焦产品产率（％）
焦
焦油
煤气（标准米3/吨干煤）80～82
9～10
120
75～77
6～7
200
70～72
3.5
320
产品性状
焦炭：着火点（℃）
机械强度
挥发分（％）450
低
10
490
中
约5
700
高
<2
焦油：
比重
中性油（％）
酚类（％）
焦油盐基（％）
沥青（％）
游离碳（％）
中性油成分
<1
60
25
1～2
12
1～3
脂肪烃
芳烃
1
50.5
15～20
1～2
30
～5
脂肪烃
芳烃
>1
35～40
1.5
～2
57
4～10
芳烃
煤气主要成分
（％）
氢
甲烷
发热量（Mj/米3）31
55
31
45
38
25
55
25
19
煤气中回收的轻油气体汽油粗苯-汽
油
粗苯
表6-1-04年青烟煤在不同干馏炉中干馏所
得轻油的组成
组成（％）
炉型
低温
干馏
炉
连续直
立式炉
焦
炉
芳烃
环烷烃
单烯烃
双烯烃
环烯烃15.56
8.00
16.26
1.36
9.55
46.53
0.15
0.06
63.04
3.62
2.33
2.58
1.16
22.37
0.72
0.06
85.
26
0.2
1
1.6
4
2.4
8
5.3
脂肪烃
茚
二硫化碳
噻吩
其它0.66
1.07
0.33
3.19
7
0.3
4
1.1
3
0.4
0.6
7
2.5
表6-1-09半焦和焦炭性质。
干馏热解气化
煤的干馏热解气化1.干馏以往都是人们利用煤炭资源时都是采用的直接燃烧方式来获取所需的热能量，这种方式获取的可利用能量少，而且还污染环境，因此再次基础上人们对煤进行干馏获取它的产物再利用，不仅可以充分利用其中的热能量，更加比之前环保。
1.1煤干馏的定义煤干馏是指煤是指煤在隔绝空气条件下加热，使煤中的有机物受热逐渐分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。
按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。
1.2煤干馏的过程[1]煤干馏过程主要经历如下变化；当煤料的温度高于100度时，煤中水分蒸发出来；温度升高到200度以上时，煤中结合水释放出来；高达350度以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400~500度大部分煤气和焦油都析出，称一次分解产物，在450~550度，热分解继续进行，残留物之间变稠并固化形成半焦；高于550度，半焦继续分解，析出体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。
1.3煤干馏的产物、产率及分类[1]煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。
1.4煤干馏的应用[1]低温干馏主要用褐煤和部分年轻烟煤，也可用泥炭。
低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。
煤化工工艺学ppt课件—02煤的低温干馏
★先锋煤的挥发分高，灰分低，致使其半焦产率低、煤气和焦油产率
高，半焦灰分低；灵武煤的挥发分低，灰分高，致使其半焦产率高，
煤气和焦油产率低，半焦灰分高；东胜煤介于前二者之间。
24
2.3低温干馏产品影响因素---煤性质---煤种
原料煤影响低温焦油的组成和分布
不同煤所得一次焦油的组成
38
2.3低温干馏产品影响因素---操作条件---停留时间
延长停留时间和增加热解压力实际上都是由于焦油组 分进一步发生二次反应造成的。
停留时间增加，将促进芳烃的缩聚，半焦中残留的挥 发分减少，H/C下降。
同时加强了热解挥发分，特别是焦油的二次热解，因 此直接影响炭化过程和热解产品的产率和组成。
39
600~900 oC
900~1100 oC
焦炭
3
2.1 概述---低温干馏
低阶煤
隔绝空气 500-600 oC
气体产物：煤气 液体产物：低温焦油 固体产物：半焦
适宜煤种：褐煤、长焰煤、高挥发分不黏煤以及其它低阶煤
产品：半焦、低温焦油、煤气
工艺特点：
➢ 热加工过程 ➢ 常压生产、不需加氢和氧 ➢ 实现煤的部分气化和液化 ➢ 工艺简单、操作条件温和 ➢ 可实现煤分级、梯级转化利用
固定碳高、电阻率高、灰份低、硫含量低、磷含量低 价格低廉 新型炭素材料，开发更高效的利用方式
19
第二章 煤的低温干馏
2.1 概述 2.2 低温干馏过程及产品 2.3 低温干馏产品影响因素 2.4 低温干馏炉型 2.5 低温干馏工艺
20
2.3低温干馏产品影响因素原料煤：褐煤、Fra bibliotek焰煤、弱粘煤…
某烟煤在惰性气氛与氢气气氛下热解比较
煤的低温干馏—低温干馏主要炉型
煤
煤 槽
水
干馏炉 烟气
初冷器
电捕焦油器
冷却器
余
干
煤
燥 段
气
燃 空气
低
烧
温
室
干
气体燃料
馏
段
分离器
冷
焦油
水
却
段
焦图2-Biblioteka 3 气流内热式炉干馏流程3. 立式炉 原料：块煤，<75mm，一定的粘结性 设备：外热式立式炉 外热式；热源：发生炉煤气，回炉煤气 产物：煤气，焦油，焦炭
外热式立式炉
外热式立式炉由炭化 室、燃烧室及位于一侧的上 下蓄热室组成。煤料由上部 加入干馏室，干馏所需的热 量主要有炉墙传入。加热燃 料为发生炉煤气或回炉干馏 气，煤气在立火道燃烧后的 废气交替进入上下蓄热室。 在干馏室下部吹入回炉煤气 ，既回收热半焦的热量又促 使煤料受热均匀，此炉的煤 干馏热耗量较低。
固体热载体： 固体热载体热解工艺是令高温半焦或其他的高温固体物料与煤在热
解室内混合，利用热载体的显热将煤进行热解。 与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了煤热解析出的
挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷。比较而言，在能获 得高温固体热源的情况下，固体热载体热解工艺优势明显。
原料粘结性
§ 2．4 低温干馏主要炉型
干馏设备的要求：
干馏炉是低温干馏生产工艺中主要设备，它应保证过程效率高、操作 方便可靠。其中主要干馏物料加热均匀，干馏过程易控制，原料煤适应性 广，原料煤粒尺寸范围大，导出的挥发物二次热解作用小等。
效率高、加热均匀、 操作方便可靠、过程易控、
原料煤类别宽、 粒度尺寸范围大、 二次热解作用小
干馏气态产物
焦油产率 半焦品质 热效率 设备结构
煤的热解过程
(dW/dt)%·min-1
0.0025 0.0000 -0.0025 -0.0050 -0.0075 -0.0100 -0.0125 -0.0150 -0.0175 -0.0200
0
A1 A2 A3 A4 A5
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture/℃
借用热分析技术来研究煤的热解及反应动力学，获得反应速度、反 应产物、反应控制因素、反应煤种及反应动力学常数。
煤热解常用热失重法来研究煤热解动力学。研究方法如：用程序升 温热重法，不同升温速率下的热天平研究了煤的热解及其动力学。 加热速度采用等温和程序升温两种，后者可以避免等温条件下热解 的不便，具有热解效果的可靠性，所以一般在实验中采用线性升温 的方法。
定义如下几个热解特征温度： T0—初始热解温度，℃； TP—失重速率峰值所对应的温度，℃；
Tf—热解过程的结束温度，℃。 其中：Tf=2TP- T0
典型煤种热解特征参数表
热解特征温度与Vdaf的关系
热解最大失重速率Wmax随挥发分Vdaf变化的关系
高堆密度下煤的热失重曲线
• 不同煤化度的煤样在堆密度为1.20 g·cm-1时的热失重曲线，在 100℃～120℃左右之前，煤样的失重率明显增大，随着温度，煤 样的失重率发生明显增大，700以后，失重量明显减少。
特殊煤的热解速率曲线
（1）总体变化规律基本一致，但热解失重速率变化较大；（2）最大热 解失重速率峰值向前或向后推移；（3）碱土金属不同催化作用显现； （4）二次热解明显
煤热解特征参数
由热失重实验测定煤热解转化率时，可按下式计算：
W0—试样原始质量，mg；W—试样在某一时刻的质量，mg；Wf— 试样热解到规定终点时残余质量，mg；△W—试样在某一时刻的失 重，mg；△Wf—试样在规定热解终点的失重，mg。
《煤化工工艺学》——煤的低温干馏
>600 oC
半焦开始向焦炭转化（H2 ↑，CH4 ↓， 半焦↓，焦油↓，煤气↑）
三、加热速度
1. 2. 快速
低分子产物应当多，焦油产率高
慢速
固体残渣产率高
3.
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↓
四、压力
1. 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↑
§2-4 低温干馏主要炉型
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
二、干馏供热方式
1. 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
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 ② 供热 热烟气 ① ③
气体
产品
煤粉 旋风分离器
满流管 气体冷却系统
焦粉
煤气
粉尘
焦油、中油
三、气流内热式炉
2. 鲁奇三段炉（固定床）
① ② 原料：褐煤块、型煤，20~80 mm，非黏结性煤； 流程：（三段：干燥段、干馏段和冷却段）
返回
气流内热式炉干馏流程框图
返回
Toscoal法干馏非黏结性煤的工艺框图
返回
① ②
2. 3.
4.
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。
煤高温干馏化学产品介绍
0概述煤加工化学产品的生产工艺，是以煤为原料，经化学加工转换为气休、液休和固休产物，并将气休和液体产物进一步加工成一系列化学产品的过程。
根据煤加工方法的不同，所得化学产品的种类也不同。
目前煤加工方法主要有高温干馏、气化和液化。
煤高温干馏得到的主要产产品如下所示：这些产品已在化工、医药、染料、农药和炭素等行业得到广泛应用。
特别是吡啶喹啉类化合物和很多稠环化合物的生产，是石油化工无法替代的。
煤经气化得到的粗煤气，在经过净化和加工后，得到的化学产品主要有氨、甲醇、液体燃料、醋酸以及醋酸甲酯。
煤直接液化得到的化学产品主要是液体燃料和化工产品。
可见，以石油为原料生产的一次产物均可以用普通技术由煤来制取。
以煤为原料制取的合成气作为化工原料制备含氧化合物的C1化学路线很有竞争力。
煤转化利用技术，将煤转化为沽净的二次能源和化工原料，即充分利用了资源，又为保护环境提供了根本性措施。
所以煤干馏、气化和液化技术的应用和开展，在国民经济中具有重要的现实意义和战略意义。
1 煤高温干馏化学产品1.1 化学产品的生成煤料在焦炉炭化室内进行干馏时，在高温作用下，煤质发生了一系列的物理化学变化。
装入煤在200℃以下蒸出外表水分，同时析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等气体；随温度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物开始分解，生成二氧化碳、水和酚类(主要是高级酚)；至约500℃时，煤的大分子芳香族稠环化合物侧链断裂和分解，生成脂肪烃，同时释放出氢。
在600℃前从胶质层析出的和局部从半焦中析出的蒸气和气体称为初次分解产物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初焦油，而氢含量很低。
初焦油主要具有大致如下的族组成(%)：链烷烃(脂肪烃) 烯烃芳烃酸性物质盐基类树脂状物质初焦油中芳烃主要有甲苯、二甲苯、甲基萘、甲基联苯、菲、蕙及其甲基同系物；酸性化合物多为甲酚和二甲酚，还有少量的三甲酚和甲基吲哚；链烷烃和烯烃皆为C5至C32的化合物；盐基类主要是二甲基吡啶、甲苯胺、甲基喹啉等。
煤的干馏知识点总结
煤的干馏知识点总结煤的组成煤是一种含碳丰富的矿物质，主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。
煤的组成和性质主要取决于其形成时的植物残体类型、保存条件和历史。
一般来说，煤可以分为褐煤、炼焦煤和烟煤等不同类型，它们的碳含量和能量密度各不相同。
对于不同类型的煤，其干馏产物也会有所不同。
干馏的原理煤的干馏是指在高温条件下将煤分解成气体、液态和固态产物的过程。
在干馏过程中，煤的有机物质会发生裂解和重组反应，产生一系列挥发性和不挥发性产物。
干馏的原理主要包括热裂解、气相反应和固相反应等过程，这些过程对干馏产物的种类和数量起着决定性的作用。
干馏的产物煤的干馏会产生多种产物，包括气体、液态和固态产品。
气体产品主要包括可燃气体和不可燃气体，可燃气体主要是一氧化碳、氢气和甲烷等，而不可燃气体主要是二氧化碳和一氧化碳等。
液态产品主要是焦油和挥发性有机物，其中焦油是一种混合的复杂化合物，包括苯系化合物和多环芳烃等。
固态产品主要是焦炭，它是一种含碳丰富的固体材料，具有较高的热值和化学稳定性。
干馏产物的应用煤的干馏产物具有多种应用，主要包括燃料、化学品和其他产品。
气体产品可以用作燃料或化学原料，例如甲烷可以用于发电或城市燃气供应，一氧化碳可以用于合成化工产品。
液态产品中的焦油可以用于生产染料、颜料和沥青等化学品，挥发性有机物可用于生产溶剂和涂料等。
固态产品的焦炭主要用于铁制品生产和化工反应的还原剂。
总结煤的干馏是一种重要的能源利用方式，通过在低氧气环境下将煤加热至高温，产生一系列气体、液态和固态产物。
这种技术在煤炭化学工业中具有广泛的应用，可以生产液体燃料、化学品和其他高附加值产品。
了解煤的组成、干馏的原理、产物及应用对于深入理解煤的干馏技术和发展具有重要意义，也有助于促进煤的综合利用和产业升级。
希望本文对读者能够有所帮助，谢谢！。
不同温度下煤干馏的产物
表6-1-03不同最终温度下干馏产品的分布与性状产品分布与性状最终温度（℃）600低温干馏800中温干馏1000高温干馏固体产物半焦中温焦高温焦产品产率（％）焦焦油煤气（标准米3/吨干煤）80～829～1012075～776～720070～723.5320产品性状焦炭：着火点（℃）机械强度挥发分（％）450低10490中约5700高<2焦油：比重中性油（％）酚类（％）焦油盐基（％）沥青（％）游离碳（％）中性油成分<160251～2121～3脂肪烃芳烃150.515～201～230～5脂肪烃芳烃>135～401.5～2574～10芳烃煤气主要成分（％）氢甲烷发热量（Mj/米3）315531453825552519煤气中回收的轻油气体汽油粗苯-汽油粗苯表6-1-04年青烟煤在不同干馏炉中干馏所得轻油的组成组成（％）炉型低温干馏炉连续直立式炉焦炉芳烃环烷烃单烯烃双烯烃环烯烃15.568.0016.261.369.5546.530.150.0663.043.622.332.581.1622.370.720.0685.260.211.642.485.3脂肪烃茚二硫化碳噻吩其它0.661.070.333.1970.341.130.40.672.5表6-1-09半焦和焦炭性质。
干馏
干馏一、煤干馏的定义油、粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏(也称焦化或热解)。
按加热终温的不同。
二、煤干馏的分类按加热终温的不同，可分为种：500～600 oC为低温干馏；700～900 oC为中温干馏；900～1100℃为高温干馏。
三、煤的低温干馏及其发展煤炭低温干馏始于19世纪，当时主要用于制取灯油和蜡。
l9世纪末因电灯的发明，煤低温干馏趋衰落。
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，以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，低温干馏工业再次陷于停滞状态。
中国陕北、内蒙以及云贵等地区分布有大量低变质煤，如褐煤和长焰煤。
具有资源贮量大、埋层浅、煤质好、开采成本低、反应性好等特点，有利于实施煤热解提取焦油。
提取煤中的焦油，并对高附加值的副产品半焦和煤气进行综合利用，是中国大量低变质煤高效、环保利用的一条有效途径。
1 低温干馏技术现状煤的干馏技术除了按干馏温度分类以外，还有其他多种分类方法：按照气氛可分为惰性气氛热解(不加催化剂)，加氢热解和催化加氢热解；按加热速度可分为慢速热解、中速热解、快速热解和闪裂解；按加热方式可分为外热式、内热式和内外并热式热解；按热载体的类型可分为固体热载体、气体热载体和气一固热载体热解；按固体物料的运行状态可分为固定床、流化床和气流床；按反应器操作压力可分为常压和加压等。
煤热解工艺的选择取决于对产品的要求，并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制水平及最终的经济效益等。
到目前为止，国内外研究开发出多种各具特色的煤干馏技术，有的处于试验室研究阶段，有的进入中试阶段，也有的达到了工业化阶段。
2 低温干馏技术发展趋势（1）原料粉煤化。
装置大型化（2 ）提高油收率，改善油品质（3）实现多联产，提高能源转化效率四、煤低温干馏的产物及产率煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。
煤的低温干馏
煤炭低温干馏的发展
煤炭低温干馏始于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。第二次 世界大战前夕及大战期问，纳粹德国基于战争目的，建立 了大型低温干馏厂，以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，低温干馏工业再次陷于停滞状态。
半焦用途
低温干馏半焦应用广泛，其中一部分用作优质的民用和 动力用燃料，因为半焦燃烧时无烟，加热时不形成焦油， 而大多数煤受热时有焦油 生成，表现在一般燃料时冒黄 烟。此外，半焦反应性好，燃烧的热效率高于煤。民用半 焦应当有一定块度，并且应当均匀。气化用半焦用于移动 床气化炉时，也要求有一定的块度。 半焦是铁合金生产的优良炭料，要求半焦的比电阻尽可 能高，以保证铁合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3~6nm，比电阻为 0.35~20Ω /m。 半焦可用作冶金型焦的中间产品。褐煤半焦也可用作高 炉炼铁的喷吹料，以减少冶金焦用量。褐煤半焦用于粉矿 烧结，也是适宜的。
外热式和内热式比较
外热式 原料黏结性 干馏气态产物 焦油产率 半焦品质 热效率 设备结构 宽 不被稀释 小 不均匀 低 复杂 内热式 弱 被稀释 较大 较均匀 高 简单
沸腾床干馏炉
原料：粉煤，0~6mm 设备：沸腾炉、内热式； 热载体：煤气燃烧所得烟气 流程：粉煤沸腾床干馏法 产物：煤气，中油，焦油，焦粉
干馏产品的影响因素
低温干馏产品的产率和性质与原材料性质、加热条件、 加热终温以及压力有关。 1.产率： 焦油：一般煤阶降低，焦油产率减少。 1.褐煤焦油产率：4.5~23％ 2.烟煤焦油产率：0.5~20％ 3.腐泥煤焦油产率：可达40％ 煤气：一般煤阶降低，煤气产率减少。 1.泥炭煤煤气产率：16~32％ 2.褐煤煤气产率：6~22％ 3.烟煤煤气产率：6~17％ 半焦：一般煤阶升高，半价产率增加。