我国煤炭热解技术研究现状
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势一、低阶煤热解提质技术的研究现状低阶煤热解提质技术是指通过热解反应将低阶煤中的有害元素和杂质去除，提高煤质的利用价值。
目前，国内外对低阶煤热解提质技术进行了大量的研究工作，主要包括热解性能研究、燃烧性能研究和改质效果评价等方面。
1. 热解性能研究热解是低阶煤热解提质技术的核心环节，其热解性能直接影响了热解工艺的效果和产物质量。
国内外学者对低阶煤的热解性能进行了深入研究，包括热解动力学、热解产物特性和反应机理等方面。
通过实验和理论计算，研究人员发现不同种类的低阶煤在热解过程中产生不同的热解产物，研究了煤种、热解温度、热解时间等因素对热解产物的影响规律，为优化热解工艺提供了重要的理论基础。
2. 燃烧性能研究燃烧是低阶煤利用的主要方式之一，而低阶煤中的高灰分和硫分会对燃烧过程产生不利影响。
燃烧性能研究是低阶煤热解提质技术研究的重要内容之一。
研究人员通过实验和模拟，研究了低阶煤燃烧的过程和规律，发现热解可以显著改善低阶煤的燃烧性能，提高煤的燃烧效率和燃烧产物的清洁程度，为低阶煤燃烧技术提供了新的思路和方法。
二、未来发展趋势低阶煤热解提质技术具有重要的环境和经济效益，其未来的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 多技术协同研究在低阶煤热解提质技术的研究中，单一的热解工艺往往难以实现低阶煤的完全提质，因此未来的研究将更加注重多技术协同的研究。
结合物理改质、化学改质和生物改质等多种改质技术，不断探索适合低阶煤提质的综合改质工艺，提高低阶煤的综合利用效率。
2. 高效节能热解工艺低阶煤热解提质技术的发展趋势之一是开发高效节能的热解工艺。
目前，传统的热解工艺往往存在能耗高、产物质量不稳定等问题，未来的研究将致力于开发新型的热解设备和工艺，实现低能耗高效率的低阶煤热解提质。
3. 绿色环保改质技术未来的低阶煤热解提质技术将更加注重绿色环保。
研究人员将致力于开发绿色环保的改质技术，减少对环境的污染，降低热解过程中的排放物，为低阶煤的可持续利用提供更好的保障。
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展一、引言低阶煤是一种质量较差、热值低的煤炭资源，占据了我国煤炭资源的绝大部分。
然而，低阶煤在燃烧和利用过程中存在着许多问题，如高含灰量、高含硫量、易发生自燃等，对环境造成了严重污染。
为了充分利用这些资源并减少对环境的影响，我国近年来加大了对低阶煤热解提质技术的研究力度，取得了一系列研究成果。
本文将对我国低阶煤热解提质技术的现状及研究进展进行全面评估和探讨。
二、低阶煤热解提质技术现状1. 低温干馏提质技术低温干馏是一种对低阶煤进行热解处理的技术，通过对低温下的热解过程进行控制，实现低阶煤中有机质的裂解和提质。
该技术在我国早期被广泛应用，但由于设备简单、成本低、能够有效处理一些低级煤种等优点，目前仍在一些地区得到应用。
2. 高温高压条件下的热解技术随着煤炭加工技术的不断发展，高温高压条件下的热解技术逐渐受到重视。
在高温高压条件下，低阶煤中的有机质能够更充分地裂解，提质效果更加显著。
这种技术相较于低温干馏技术，虽然设备投入和运行成本较高，但能够得到更高品质的煤炭产品。
3. 生物质共热解技术生物质具有较高的固定碳含量和较低的硫、磷等杂质含量，可以作为优质的热解剂。
通过生物质与低阶煤的共热解，不仅可以提高低阶煤的质量，还可以减少环境中的二氧化碳排放量，是一种可持续发展的解决方案。
三、低阶煤热解提质技术的研究进展1. 热解条件优化近年来，研究人员通过实验和模拟等手段，对低阶煤热解过程中的温度、压力、反应时间等条件进行了优化，使得热解过程更加高效、节能。
2. 催化剂的应用催化剂在低阶煤热解提质过程中发挥着重要作用。
研究人员通过引入合适的催化剂，可以有效地降低热解温度，提高反应速率，从而实现低阶煤的高效提质。
3. 热解产品的利用除了提高低阶煤的热值和质量外，研究人员还通过进一步对热解产物进行加工利用，生产出更多高附加值的化工产品、燃料等。
四、个人观点和理解低阶煤热解提质技术是我国煤炭资源利用的重要领域，也是解决环境污染和能源短缺的关键之一。
煤热解工艺现状及发展趋势
煤热解工艺现状及发展趋势摘要：中国煤炭资源充足，而石油资源相对稀缺。
长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重仍占据主导地位。
在我国已勘探清楚的煤炭资源中，低阶煤炭资源富足。
低阶煤的煤化程度较低、挥发分较高、含水量也高，所以在燃烧、发电或煤气化的领域应用较广。
基于此，煤热解技术的应用对煤制烯烃和芳烃产业的发展起到一定作用，实现煤炭资源的有效使用率、清洁转化率都具有重要意义。
关键词：煤；煤热解；热解工艺；进展引言煤炭在世界能源供应中的重要性不言而喻。
中国的能源储存丰富，主要表现为煤炭丰富，石油匮乏，天然气匮乏。
2017年，煤炭占中国能源消费总量的60%以上，但其中80%以上是直接燃烧的，煤炭的充分利用率较低，同时，由于煤炭的直接燃烧，污染物排放严重超标，极易造成温室效应、酸雨和烟雾天气的出现，严重影响了我国的整体环境，因此，经济效益的提高与解决环境问题的重要前提就是煤炭利用率的提高。
煤热解与煤炭直接燃烧相较之下，是提高煤炭清洁高效利用的重要工艺之一。
1煤热解技术基本情况煤热解技术始于20世纪初，主要用于生产石蜡油和固体无烟燃料。
到了20世纪50年代，石油和天然气停止了开发。
自20世纪70年代以来，制备液体产品和芳香族化合物的新技术逐渐发展起来。
煤的热解是指煤在与空气隔绝或没有氧气的情况下进行煤炭的加热，通然后经过特定温度的作用下出现固体(半焦或焦炭)、液体(煤焦油)和气体(气体)的物理变化与化学变化同时存在的复杂的反应过程。
煤热解的热处理过程比较简单，不会改变煤的基本性质。
在通过低温蒸馏后，煤分子中的含氧基团出现分解的情况。
煤热解技术能够从煤中获得低温焦油，其性质接近重质原油。
它是石油的有益补充，可以称为另一种石油资源。
20世纪60年代以前，为了获得石油替代品，我国还开发了用于油页岩和长焰煤干馏的煤热解技术。
近年来，为了生产高热值的固体半焦产品，我国开发了多种煤热解工艺，部分工艺已达到工业应用或工业示范水平。
煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术
煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源，在现代工业发展中起到关键作用。
然而，传统的煤炭利用方式存在一些问题，如煤炭的高效利用以及对环境的污染等。
为了解决这些问题，煤炭热解与煤制气技术应运而生。
本文将重点介绍煤炭热解与煤制气技术的原理、应用及前景。
一、煤炭热解技术煤炭热解是指在高温（500-1000摄氏度）和缺氧（或无氧）条件下，将煤炭分解为气体、液体和固体产物的过程。
这种热解过程可以利用石油炼制过程的废气，或者通过专门设计的煤气化设备进行。
1. 煤炭热解的原理煤炭热解的原理是将煤炭中的有机成分分解为可燃气体、焦炭和液体产物。
在热解过程中，煤炭中的挥发分子和焦油分子被释放出来，而不可燃的矿物质则留在焦炭中。
这种反应可以通过控制热解温度和施加适当的压力来调节产物的比例。
2. 煤炭热解的应用煤炭热解技术具有广泛的应用前景。
首先，它可以将煤炭中的有机物质转化为可燃气体，用于供热和发电。
其次，通过热解后产生的焦炭可用于冶金和化工行业。
此外，煤炭热解还可以产生液体燃料，如煤油和煤焦油，用于交通运输和化工领域。
3. 煤炭热解技术的前景煤炭热解技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。
它可以提高煤炭利用效率，减少温室气体排放，并降低对环境的污染。
此外，煤炭热解技术还可以减轻对传统石油资源的依赖，并为煤炭行业带来新的发展机遇。
二、煤制气技术煤制气技术是指通过气化反应将煤炭转化为合成气的过程。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以作为燃料或原料用于化学工业的合成反应。
1. 煤制气的原理煤制气是通过将煤炭与氧气或蒸汽进行气化反应，生成一氧化碳和氢气。
气化过程需要高温和压力条件下进行，煤炭中的有机物质被转化为可燃气体。
反应过程可以分为两个阶段，首先是煤的干馏反应，生成挥发分子；然后是气化反应，将挥发分子转化为一氧化碳和水蒸气。
2. 煤制气的应用煤制气技术在化工和能源领域有广泛的应用。
合成气可以作为燃料供应给燃气锅炉、燃气轮机和内燃机等设备，用于供热和发电。
ú
在 隔绝 空气或 惰性气氛 下，对 煤炭持续加 热至
５ ０ ０ ～ ６ ５ ０℃， 经过 一 系 列 复 杂 的 物理 变 化 及 化 学 反 应 ，使 其挥 发分 分 解 析 出。煤 热解 的直 接产 物
是煤 焦 油 、煤 气及 半焦 。
适 于进 行 低温 热 解 的煤 炭 ，一般 要 求 其含 油
关键词 ： 低 阶煤 ：低 温热 解： 热解设 备 ；发展 趋 向
中图分类号： Ｔ Ｑ ５ ３ ０ ． ２
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ５ － ８ ３ ９ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ － ０ ０ １ ６ － ０ ５
煤 炭 在 我 国能 源 消 费 结 构 中长 期 占 ７ ０ ％ 左
（ ４ ）根 据 煤 炭在 热 解设 备 中的运 动 状态 ，可 分 为移 动床式 ，流 化床 式及 翻动 床 式热解 。
（ ５ ）根 据 热 解设 备 的安 装 状 态 ，可 分 为立 式 热解 系 统 及 卧式 热解 系 统 ，后 者 又可 分 为旋 转 式 及移 动 式两大 类 。
多年 来 ，经 过业 界 人 士持 续 不 断 的开发 和 努 力 ，先 后 开 发 了各 种不 同类 型 的热解 技 术 ，也 出
收稿日期 ：２ ０ １ ５ － ０ ６ － １ ９ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． １ ６ ２ ０ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ １ － ２ ６ ２ ７ ／ ｔ ｄ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ０ ４ 作者简介 ： 赵 玉良 （ １ ９ ６ ３ 一） ，男 ，河南南阳人 ，１ ９ ８ ８ 年毕业于陕西机械 学院机械工程系 ，工学硕士 ，中 国重 型机械研究院股份公 司 教授级高级 工程师 。
煤炭原位热解
煤炭原位热解煤炭原位热解（in-situ gasification of coal）是指通过炼焦炉或其他高温设备直接在地下把煤炭转化为可燃气体。
煤炭原位热解是一种非常有前景的技术，可以解决煤炭资源开采过程中的一系列环境和安全问题，并为能源供应提供更多选择。
煤炭原位热解的原理是利用高温氧化炉或其他高温设备将煤炭加热，使其内部的碳氢化合物分子裂解成可燃气体。
这些可燃气体（如氢气和一氧化碳）可以作为能源供应、燃料或化学原料。
煤炭原位热解的优势在于可以直接在地下进行，避免了地面开采煤矿所带来的安全和环境问题。
煤炭原位热解技术虽然很有潜力，但目前仍面临一些挑战。
首先，高温设备和技术的开发和应用需要大量投资和研发工作。
其次，煤炭原位热解会产生大量的废气和固体废弃物，如二氧化碳、一氧化碳和灰渣等。
这些废弃物的排放和处理是一个重要的环境问题。
最后，煤炭原位热解还需要解决与地质条件和地下水保护相关的技术问题。
然而，尽管存在挑战，煤炭原位热解的潜力仍然吸引了人们的关注。
它可以提供一种新的、可持续的煤炭利用方式，为煤炭资源开发提供更多选择。
通过煤炭原位热解可以充分利用煤中的各种有价值的化学成分，并减少对化石燃料的依赖。
同时，煤炭原位热解技术还可以实现二氧化碳的捕集和利用，在减少温室气体排放方面具有巨大潜力。
目前，煤炭原位热解技术已经在一些国家进行了试验和应用。
例如，中国在山西、陕西等地开展了大规模的煤炭原位热解试验。
同时，美国、澳大利亚等国家也在积极探索这一技术的应用。
各国的实践经验和研究成果将为煤炭原位热解技术的发展提供重要的参考和借鉴。
综上所述，煤炭原位热解是一种非常有前景的技术，可以解决煤炭开采过程中的一系列环境和安全问题，并为能源供应提供更多选择。
尽管目前仍面临一些挑战，但随着技术的不断发展和进步，相信煤炭原位热解将会在未来发挥重要作用，促进能源转型和可持续发展。
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势我国是一个煤炭资源大国，煤炭资源储量丰富，但主要以低阶煤居多。
低阶煤的燃烧过程中产生的污染物多，热值低，因此如何进行低阶煤的热解提质技术研究成为了煤炭资源利用的重要课题之一。
本文将探讨我国低阶煤热解提质技术的研究现状及未来发展趋势。
1. 低阶煤的特点低阶煤是指在地质演化过程中压力和温度相对较低形成的煤，其热值较低，含水量高，灰分多，挥发分少，燃烧过程中容易生成大量烟尘和污染物。
低阶煤的利用受到了很大的限制，但由于其储量丰富，因此研究低阶煤的热解提质技术具有重要意义。
2. 热解技术热解是指在高温条件下将煤转化为高热值的气体、液体或固体产物的过程。
热解技术可以有效地提高低阶煤的利用价值，降低煤炭的环境污染。
目前，国内外对低阶煤的热解技术进行了大量的研究，主要包括干馏、气化和液化等技术。
在研究中，我国学者结合国情，着重开发了干馏技术和气化技术。
3. 干馏技术干馏技术是将煤在缺氧或低氧条件下进行热解，产生焦油、焦炭和燃气等产品。
我国在干馏技术方面取得了一定的突破，通过改良反应设备和优化工艺条件，提高了低阶煤的热解产物的质量和产率。
我国还开发了一系列高效环保的干馏装备，提高了低阶煤热解的经济效益和环保效益。
4. 气化技术气化是将煤在氧气或水蒸气的存在下，在高温条件下转化为合成气（CO和H2）的过程。
气化技术可以将煤转化为清洁燃料和化工原料。
我国在气化技术方面也进行了大量的研究工作，开发了多种气化工艺和设备，如煤粉气化、流化床气化等，取得了较为显著的成果。
5. 未来发展趋势随着煤炭资源的日益枯竭和环境保护的要求日益严格，我国低阶煤的热解提质技术研究将会取得更多的进展。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面：（1）新技术的研究。
随着科技的不断进步，新型的热解提质技术将不断涌现，如微波热解、等离子体热解等新技术将会成为未来的研究热点。
（2）设备更新与改进。
煤炭热解设备的更新和改进将成为未来的发展方向，特别是对于高效节能、低污染的热解设备的研究将成为未来的研究重点。
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势我国是世界上资源较为丰富的煤炭生产和消费大国，但大部分煤炭资源属于低阶煤，其脱硫、脱盐难度大、热值低、产生大量的煤矸石。
为了充分利用低阶煤资源，提高煤炭的利用效率和降低环境污染，我国在低阶煤热解提质技术方面进行了大量的研究。
目前，我国主要的低阶煤热解提质技术包括煤气化、煤直接液化、煤间接液化等。
煤气化是将煤炭转化为一氧化碳和氢气的过程，可用于制取合成气、合成液体燃料等；煤直接液化是将煤炭在高温高压下直接转化为液体燃料的过程，可用于生产柴油、汽油等；煤间接液化是将煤炭转化为合成气，再通过合成气转化为液体燃料的过程，具有较高的煤炭利用效率和产品质量。
我国低阶煤热解提质技术的研究现状主要表现在以下几个方面：一是在煤气化技术方面，我国已经建成了一批大型煤气化装置，能够大规模生产合成气和合成液体燃料。
我国也在不断改进煤气化技术，提高煤气化效率和产品质量，降低能耗和环境污染。
三是在煤间接液化技术方面，我国已经建成了一批煤间接液化装置，并取得了一定的进展。
目前，我国正在研究如何进一步提高煤间接液化技术的效率和产品的质量。
一是进一步提高煤热解技术的效率和产品的质量。
通过优化煤热解反应条件、改进催化剂和反应器结构等手段，提高煤热解的转化率和产品的选择性，以降低能耗和减少环境污染。
二是扩大低阶煤的利用规模。
继续发展和推广低阶煤热解提质技术，逐步替代高阶煤的利用，实现煤炭资源的合理开发和利用。
三是深度加工低阶煤产品。
通过进一步提炼和分离，生产出更高附加值的低阶煤产品，如炼焦煤、焦炭、煤矸石砖等，以进一步提高煤炭的利用效益。
低阶煤热解提质技术在我国具有重要的战略意义。
未来，我国将继续加大对低阶煤热解提质技术的研发和推广力度，提高煤炭资源的利用效率和降低环境污染，以促进能源结构的优化与调整，实现可持续发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我国煤炭热解技术研究现状X李 云(包头师范学院化学学院,内蒙古包头 014030) 摘 要:20世纪初,由于世界工业迅猛发展,石油开采已经不能满足液体燃料快速增长的要求,21世纪世界石油危机和对清洁能源需求的增长,引起对煤热解技术的重视。
本文通过对气体热载体直立炉技术、固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术、多段回转炉热解技术、以移动床热解为基础的循环流化床多联产技术进行技术原理和优缺点的对比研究;得出,我国的煤炭热解技术仍处于不断发展之中,且要继续从技术难点、能源利用率、环境友好性和工业化程度等方面进行进一步改造和发展。
为我国煤炭资源的利用和清洁能源的生产提供技术支持。
关键词:煤炭;热解技术;技术原理;研究现状 中图分类号:T Q530.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0079—051 研究背景中国正处于工业化、城镇化、快速发展阶段。
可以预期的是,在未来较长时期内,中国经济仍将会保持较快的发展速度,并逐步完成工业化和城市化,在2030年左右将达到中等发达国家的水平。
在这一过程中,公众对生活质量、居住环境、城市状况等将提出越来越高的标准,生活方式和消费方式将会发生越来越显著的变化。
汽车保有量的持续增长、住房面积的扩大,以及在此基础上形成的衍生需求将成为经济和社会持续发展的最主要动力。
这将导致经济结构的一系列变化,也将带来能源消费总量的持续增长,特别是对石油和天然气消费的增长。
根据国内外有关研究机构的预测,到2030年,我国的能源需求总量将会达到50—60亿吨标煤。
从中国的资源条件和现有的技术发展看,能源自给率的保障只能来自于煤炭资源的大规模使用,以煤为主的能源战略是不可避免的选择。
首先,中国缺乏油气资源是一个公认的事实。
至2010,剩余技术可开采储量为石油23亿吨,天然气2.01万亿立方米。
2010年的石油产量为2亿吨,消费量为其次,中国的煤炭资源储量相对丰富,已探明的煤炭资源储量在一万亿吨以上居世界第三位,随着勘探工作的深入,煤炭资源经详查储量将会有较大幅度的增长。
从近年来内蒙、新疆和陕西煤炭储量迅速增长的趋势,清晰地体会到能源问题的实质是油气资源短缺,关键问题是对石油天然气的需求远远超过国内资源可以承担的程度。
保障能源自给率的关键是在液体燃料、气体燃料和化工原料等领域中实现煤炭对石油的替代。
这样的背景下国家核心目标就是煤炭资源的合理利用。
随着石油资源的日趋紧张,煤炭的开发利用,尤其是洁净煤技术的发展逐渐成为我国能源研究开发的重心。
煤炭的低温热解技术作为符合清洁煤技术的传统煤炭转化和利用技术,再一次被赋予了新的活力。
煤炭热解技术的研究就成为了重要课题。
2 我国煤炭热解技术研究现状2.1 我国煤炭热解技术发展历程20世纪50-60年代是我国煤炭热解技术发展的第一个阶段。
我国开始对煤热解技术进行开发和研究,中国科学院与大连第一发电厂、长春汽车制造公司联合开发“燃烧与固体热载体炉前干馏半工业试验,并取得了初步试验成果。
北京石油学院、上海电业局的研究人员也开发了流化床,快速热解技术,并进行了10t/d规模的中试,取得了相应的技术成果。
20世纪60年代中期到70年代末是我国煤炭热解技术发展的第二个阶段。
大连工学院聂恒锐等人研究开发了辐射炉快速热解技术,是一项利用辐射加热进行煤的高温高速热分解的技术,经实验室研究和放大规模试验,于年建立了5规模的工业示范厂,我国煤炭热解生产规模由发展79 2012年第2期 内蒙古石油化工X收稿日期19791t/d10t/d :2011-12-22到15t/d。
它能显著地提高煤热分解化学产品的质量与收率,其产品数量比高温炼焦的化学产品都有成倍的增长。
煤的热分解转化率较高,故热分解的焦渣少,其中焦渣的活性很强,可作气化原料或燃料,煤料在辐射炉中的升温速度最高可达到500℃/秒。
1983年进行了以吉林舒兰褐煤为原料的连续运转试验,并对该技术所产焦油、焦渣的组成及性质进行了分析研究,结果显示热解产品的质量比高温热解的产品质量要好。
20世纪80-90年代初期是我国煤炭热解技术发展的第三个阶段。
这一阶段,我国对煤炭热解技术研究逐渐增多,大连工学院的郭树才等人研究开发了固体热载体新法干馏技术。
在实验室建立了10k g/h规模的实验装置,并对平庄、大雁、黄县等多种褐煤和油页岩进行了大量的试验研究,于90年代初在内蒙古的平庄建起了5.5万t/a规模的褐煤气体热载体直立炉技术工业示范厂,由于固体热载体新法干馏技术的流程技术简单,单元设备能力大,热效率高,常压操作,所以该热解技术投资少、费用低,是一向兼顾经济效益、社会效益和生态效益的先进技术。
另外,中国科学院山西煤化所曾对灵武煤进行了固体热载体快速热解的微型试验。
褐煤固体热载体法快速热解技术是将褐煤通过与热的载体快速混合加热使褐煤热解得到轻质油品、煤气和半焦的技术,其过程相对简单,投资少。
固体热载体法快速热解技术使用粉粒状原料,同时,与其它低温干馏方法相比,固体热载体法快速热解技术多产油品,生产的低温煤焦油质量好,焦油中含有脂肪烃、芳烃和酚类物质,可加工得化学品和燃料油。
90年代中期,原华东化工学院也对我国煤炭热解技术进行了研究,主要对固定床加氢热解进行研究,其过程是原煤经过固定床反应器,进行干燥、热分解、还原、氧化等反应产生燃料气体。
固定床反应器的结构相对简单,且由于其中热气体通过整个燃烧床,其显热对物料有导热和干燥作用,气体离开反应器时温度较低,因而热损失较少,系统的热效率较高。
但气体中易夹带挥发性物质,如焦油、蒸汽等物质,易堵塞气化部分管道。
北京煤化所开发的MRF热解技术,先后建立了、、规模的一系列实验室热解装置,对先锋、大雁、天祝、东胜等煤进行了大量的热解试验,系统地分析了半焦、焦油和煤气的性质,并对半焦和焦油的加工利用途径进行了研究,于世纪90年代初在内蒙古海拉尔建起了2万t/a规模的褐煤MRF热解工业示范厂。
20世纪90年代末以后开发的煤炭热解技术多是从煤炭的高效利用、环保、节能方面综合考虑,因此这一阶段的热解技术的研究主要是以热解为基础的多联产技术。
可以把化工和发电两个过程耦合起来,能量利用效率可以提高10%-15%,同时,化工产品增值量比较大。
2.2 我国五种煤炭热解技术原理简介2.2.1 气体热载体直立炉技术原理简介内热式直立炉工艺主要用于低变质煤低温热解,热载体以气体为主,不适用于中等粘结性或高粘结性的烟煤。
三段炉流程,如图1所示。
20-80mm的褐煤或型煤沿炉向下进入,气流逆向通入进行热解。
热解过程分为干燥段、热解段和冷却段。
在干燥段环热气流把煤干燥并预热到150℃;在热解段热气流把煤加热到500-850℃,进行热解。
在冷却段半焦被循环气流冷却到100-150℃,最后排出,完成热解过程。
图1 气体热载体直立炉技术2.2.2 固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术原理简介固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术如图2所示,煤和800℃的粉煤焦按一定比例分别进入混合器,迅速而均匀的混合,高温的半焦将热量传给原料粒子,混和温度达到550-650℃。
煤即发生快速热分解。
煤或焦粉在流化燃烧炉燃烧生成800℃的含氧烟气,在加热提升管下部与来自反应器的600℃半焦发生部分燃烧,半焦被加热提升到热半焦槽;将半焦加热到800-850℃,作为热载体循环使用。
反应器下部有半焦管,导出部分粉焦,焦粉的温度为750℃,将高温的半焦粉和原煤按∶的比例快速混合,制取半焦提质煤产品。
来自反应器的荒煤气经过除尘去洗气管,冷却洗涤后于气液分离器分离。
水和重焦油去分离槽。
煤气经间接冷却,分出轻焦油、煤气经鼓80内蒙古石油化工 2012年第2期 1kg/h10kg/h100kg/h2011风机加压和除焦油后,再经脱硫后去煤气柜。
图2 固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术图2.2.3 多段回转炉热解技术原理简介多段回转炉热解技术流程如图3所示,原理简介制备好的原煤在干燥炉内干燥,干燥煤在热解炉中被间接加热,热解温度550-750℃,热解挥发产物从专设的管道导出,经冷凝回收焦油。
热半焦在三段熄焦炉中用水冷却排出。
由于煤在热解前干燥并脱出了大部分的水分,大大减少了酚水量,少量的酚水与净水掺合后作为熄灭半焦用水,从而使耗资较大的污水处理系统大为简化。
图3 多段回转炉热解技术2.2.4 以流化床热解为基础的热电气多联产技术原理简介系统由燃烧室、气化炉、返料器、汽水系统、煤气净化系统和焦油回收系统等部分组成,如图4所示,主要用于完成热解、气化、燃烧分级转化、焦油收集等工艺。
煤首先进入气化炉内热解,产生的煤气经净化后,一部分输出民用,另一部分送入流化床气化炉作为流化介质;气化炉中的半焦及放热后的循环热灰通过返料装置进入循环流化床锅炉,半焦燃烧产生的蒸汽用于发电、供热;气化炉内煤热解反应所需热量由循环流化床锅炉的循环热灰提供,流化介质采用的是低温净化后的再循环煤气或过热蒸汽。
图4 流化床热解为基础的热电气多联产技术图2.3 我国四种煤炭热解技术比较研究2.3.1 我国四种煤炭热解技术原理比较研究近年来,我国煤炭热解技术有了较快发展,从50年代的土法热解技术发展为高温热解、辐射热解、新法干馏热解技术到成熟的多联产技术。
随着方法的不断更新,工作流程逐渐简化、工业化程度迅猛发展、环保和节能等方面也在不断进步。
现阶段涉及的主要煤炭热解技术有:气体热载体直立炉技术、固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术、多段回转炉热解技术、以流化床热解为基础的热电气多联产技术、以移动床热解为基础的循环流化床多联产技术。
由于技术原理是影响其产品和工业化程度的主要原因,本文从加热方式、热载体、热解温度和热解速度等方面对各种工艺进行了对比,如表1所示。
从表1可以得出,多段回转炉热解技术采用的加热方式是外热式,而其它各种煤炭热解技术采用的是内热式加热。
五种煤炭热解技术大多采用的热载体为空气和半焦,其中以流化床热解为基础的热电气多联产技术和以移动床热解为基础的循环流化床多联产技术的热载体是循环热灰。
从热解温度来看热电气多联产技术和循环流化床多联产技术所需的最高温度比较高。
气体热载体直立炉技术所需热解温度变化梯度小,其范围在730-770℃。
热解速度上气体热载体直立炉技术和多段回转炉热解技术较慢。
表1 我国五种炭热解技术原理比较热解技术技术原理加热方式载体热解温度(℃)热解速度气体热载体直立炉技术直立炉内热式空气煤气730-770中速固体半焦热载体为基础的干馏多联产技术直立式循环流化床内热式半焦470-600快速多段回转炉热解技术多段回转炉外热式空气烟气550-750中速以流化床热解为基础的热电气多联产技术流化式循环流化床热解内热式循环热灰500-900快速2.3.2 我国四种煤炭热解技术优缺点比较研究表2对我国现阶段的四种煤炭热解技术的优缺点进行了比较,结果显示,气体热载体直立炉技术、以流化床热解为基础的热电气多联产技术经过不同的工艺流程都有焦油和半焦产出。