粉煤热解的工艺流程书
粉煤热解技术研究与探讨
粉煤热解技术研究与探讨摘要: 本文主要对气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP）的工艺原理进行了探讨和工艺技术特点的阐述。
关键词: 粉煤；热解；干馏；我国作为富煤大国，煤炭资源极为丰富，不论从能源利用，还是从国家战略角度考虑，十二五、十三五期间国家积极鼓励煤化工的发展，各大企业也积极投资建项。
然而我国受传统利用技术的制约煤炭资源的利用率并不高，而且还带来了各种污染和浪费，这与清洁高效的利用产生背离的同时，更不利于节能减排目标的实现。
煤炭分级分质利用［1］迫在眉睫，煤炭分级分质利用通常以煤炭热解工艺为基础，对煤热解产物煤气、煤焦油、半焦等进行深加工利用，生产多种具有高附加值的化工产品，从而实现煤炭利用最大化。
热解技术通常指的是在隔绝空气或惰性气氛下，将煤炭加热至500~650℃，利用其物理、化学变化使挥发分分解析出的过程，称为煤热解。
煤热解过程的产物为煤焦油、煤气及半焦。
目前，主流的技术有以下几种：DC热解技术、LCC 热解技术、带式炉热解技术、国富炉煤热解技术（GF）、无热载体蓄热式移动床热解技术、气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP），此文以胜帮科技股份有限公司承建的1500 万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目热解启动工程对气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP）进行简单介绍。
一、工艺流程简述本装置分为磨煤干燥单元、粉煤进料单元、干馏及烧炭单元、分馏单元；1.磨煤及干燥单元来自原煤仓的原煤加入到磨煤机内。
在磨煤机内磨成粉状，并由高温惰性气体干燥。
惰性气体将干燥后的粉煤输送到进料单元的原料罐，通过原料罐内的旋风分离器将大部分（约 95%）的煤粉分离出来，剩余固体颗粒随着干燥惰性气返回磨煤干燥单元的粉煤袋式过滤器，将该部分细粉进行脱除，除尘后惰性气体中的粉尘含量＜10mg/Nm3。
1.粉煤进料单元粉煤来自磨煤单元磨煤机，通过干燥惰性气体将磨煤机出口粉煤细颗粒经进料旋风分离罐送至原料罐中，然后进入锁斗送至计量给料罐中，计量给料罐底装有叶轮给料机并有质量称重计，在保证密封性的同时，实现煤粉的连续稳定计量进料。
煤的热解过程
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。 定义如下几个热解特征温度：
热分析（thermal analysis）技术
热失重法的原理是:通过热天平测定煤热解中挥发分析出离开系统后 造成的质量损失，联用计算机自动收集和处理数据，从热分析曲线 上获得相关的动力学参数。
常用热分析技术包括:热重法(TG)、微商热重法(DTG)、差热分析 (DTA)、差示扫描量热法(DSC)、逸出气分析(GEA)。联用技术如： TG-DTA，TG-DTA-DTG，TG-MS和TG-FTIR联用等。 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。
煤的热解过程或阶段
第一阶段，室温～300℃，干燥脱气阶段，煤的外形基本无变化。在120℃以前 脱水，CH4、CO2和N2等气体的脱除大致在200℃完成。褐煤在200℃以上发生 脱羧基反应，约300℃开始热解反应，烟煤和无烟煤一般不发生变化。 第二阶段，300℃～600℃，这一阶段以解聚和分解反应为主，形成半焦。生成 和排出大量挥发物，在450℃左右焦油量排出最大，在450℃～600℃气体析出量 最多。煤气成分主要包括气态烃和CO、CO2等;焦油主要是成分复杂的芳香和稠 环芳香化合物。烟煤约350℃开始软化、熔、融、流动和膨胀直到固化，出现一 系列特殊现象，形成气、液、固三相共存的胶质体。在500℃～600℃胶质体分 解、缩聚，固化形成半焦。煤化程度低的褐煤不存在胶质体形成阶段，仅发生激 烈分解，析出大量气体和焦油，形成粉状半焦。 第三阶段，600℃～1000℃，以缩聚反应为主，半焦变成焦炭。该阶段析出焦油 量极少，挥发分主要是煤气(H2和CH4)，又成为二次脱气阶段。从半焦到焦炭， 一方面析出大量煤气，另一方面焦炭本身密度增加，体积收缩，形成具有一定强 度的碎块。
煤的热解与粘结全解
反应中活化能E可以用阿累尼乌斯公式表示
在上面公式中，以lgK为纵坐标，以1/T为横坐标，作图，得到的截距是b， 通过斜率可以求出E。 所求得的E，煤热解平均活化能为209-251kJ/mol。 煤开始热解时，E值小，K值大，随着温度的升高，E增大，K减小。表明 热解过程具有选择性，首先断裂的是活化能较低的键，活化能较高的键后 断裂，所以1，2，3是一个一次相连的反应，其反应速度
9.3 煤热解动力学研究
研究煤中热解过程中的反应种类、反应历程、反应产 物、反应速度、反应控制因素以及反应动力学常数， 包括反应速度常数和反应活化能。
这些方面的研究对于煤化学理论和炭化、气化与燃烧 的实践都具有指导意义
煤的热分解动力学研究的主要内容 胶质体反应动力 学和脱挥发分动力学
9.3.1 胶质体反应动力学
烃类热稳定性的一般规律是 （1）缩合芳烃＞芳烃＞环烷烃＞烯烃＞炔烃＞烷烃
（2）芳环上侧链越长，越不稳定；芳环数越多，侧链 也越不稳定
（3）在缩合芳烃中，缩合环数越多，越稳定
9.2.2 煤热解主要化学反应
（1）裂解反应 桥键断裂生成自由基 脂肪侧链裂解生成气态烃 含氧官能团生成CO、CO2、H2O 煤中低分子化合物裂解生成气态烃 （2）一次热解产物的二次热解反应 裂解反应 生成更小分子气态烃和热解碳 脱氢反应 环烷烃芳构化 加氢反应 苯环去侧链 缩合反应 芳烃稠环化 桥键分解 生成气态烃 （3）缩聚反应 胶质体多相缩聚反应生成半焦 半焦缩聚生成焦炭
在气体析出量到达最大量之前，可用下式计算G G G1 P0 P M
G P0 1 Kt 1 eKt
9.3.1 胶质体反应动力学
在恒定的加热速率下，如果温度可以用函数 T Vt t0 表示，则微分方程不能简单求解 如果将线性温度-时间函数用新函数
粉煤移动床热解
粉煤移动床热解一、引言煤炭是我国的主要能源之一，但其直接燃烧产生的环境污染问题日益严重。
因此，寻找一种能够高效、清洁利用煤炭资源的方法至关重要。
粉煤移动床热解技术作为一种新型的煤炭转化技术，能够将煤炭转化为煤焦油、煤气和半焦等有价值的产品，同时减少环境污染。
该技术具有原料适应性强、产品附加值高、能源利用效率高等优点，因此受到了广泛关注。
二、粉煤移动床热解技术概述1. 基本原理粉煤移动床热解技术是指在高温、无氧环境下，将粉煤进行热分解，生成煤焦油、煤气和半焦等产品的过程。
该过程主要包括干燥、热解和缩聚三个阶段。
在干燥阶段，粉煤中的水分被蒸发；在热解阶段，粉煤中的有机物质发生热分解反应，生成小分子烃类气体和煤焦油；在缩聚阶段，剩余的固体残渣进一步缩聚成半焦。
2. 工艺流程粉煤移动床热解技术的工艺流程主要包括原料煤的破碎与干燥、热解反应、产品分离与提质等环节。
首先，将原料煤破碎至一定粒度并进行干燥处理；然后，将干燥后的粉煤送入热解反应器中，在高温、无氧条件下进行热分解反应；最后，将生成的煤焦油、煤气和半焦进行分离、提质处理，得到最终的产品。
三、关键影响因素分析1. 原料煤性质原料煤的性质对粉煤移动床热解技术的产品分布和性质具有重要影响。
不同种类的煤具有不同的挥发分含量、灰分含量和硫分含量等指标，这些指标直接影响到热解产物的收率和品质。
因此，在选择原料煤时，需要充分考虑其性质对热解过程的影响。
2. 热解温度热解温度是影响粉煤移动床热解技术效果的关键因素之一。
随着热解温度的升高，煤中的挥发分逐渐析出，生成更多的煤焦油和煤气。
但是，过高的热解温度可能导致产品的二次反应加剧，降低产品质量。
因此，在实际操作过程中，需要根据原料煤的性质和产品需求选择合适的热解温度。
3. 加热速率加热速率对粉煤移动床热解过程的影响主要体现在挥发分的析出速率和产品的二次反应程度上。
较快的加热速率有利于挥发分的快速析出，但可能导致产品的二次反应加剧；较慢的加热速率则有利于减少产品的二次反应，但会降低设备的生产效率。
煤的流化床热解
煤的流化床热解煤在隔绝空气条件下加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程，称为煤的热解，或称热分解和干馏。
煤热解是煤转化的关键步骤,煤气化、液化、焦化和燃烧都要经过或发生热解过程。
在不同的工艺中,煤热解的加热速率和环境气氛是不同的。
迄今为止煤加工的主要工艺仍是热加工，煤炼焦工业就是典型的例子，煤的气化和液化过程也都与煤的热解过程分不开。
研究煤的热解对热加工技术有直接的指导作用。
另外还可指导开发新的热加工技术，如高温快速热解，加氢热解和等离子体热解等。
煤热解过程的3个阶段：（1）第一阶段（室温~300）煤外形无变化，脱水发生在120以前，而脱气（CH4、CO2、N2）大致在200前后完成。
（2）第二阶段（300~600）解聚、分解为主，煤黏结成半焦，发生一系列变化。
450前后析出焦油量最大，450~600析出的气体最多。
（3）第三阶段（600-1000）半焦聚合形成焦炭，以缩聚反应为主。
析出的焦油极少，挥发物主要是煤气，700后煤气主要成分是H2。
煤热解工艺的开发已经历几十年时间,形成了多种技术方法和工艺流程。
按反应温度可分为低温热解工艺(<600℃)和高温热解工艺(>600℃)；按反应压力，可分为常压热解工艺、加压热解工艺和负压热解工艺；按反应器类型，可分为流化床热解工艺和其他方式(固定床、振动床、旋转锥等)热解工艺。
下面根据反应器类型对目前的热解工艺进行总结。
1.1流化床热解工艺流化床是目前应用最多的热解工艺方法,根据其反应器数目，可以划分为单床、双床以及多床。
其中，单床热解工艺由于空间较小，往往需要通过提高反应器温度和压力等参数实现较高的热解效率；双床热解工艺中，通常将热解过程与热量产生的过程分离，因此需要较大的空间，但反应条件相对要求较低。
总体上看，反应器数量越多，热解的产品收率与效率越高,但是工艺复杂性也随之增加。
1.1.1双床热解工艺1.ETch--175粉煤快速热解工艺[46]。
6 煤热解技术
加氢裂化装置原理、流程及特点
• 加氢裂化装置是在高温、高压条件下操作，介质为烃 类、氢气和硫化氢，运行条件较为苛刻。
• 高温氢的腐蚀－表面脱碳和内部脱碳（氢腐蚀：高温 高压氢扩散进入钢中并和不稳定的碳化物反应生成甲 烷气体）
• 高温氢－硫化氢的腐蚀（腐蚀形态为硫化氢对钢的化 学腐蚀，在富氢环境中90%～98%的有机硫将转化为 硫化氢，在氢的促进下加速对钢材的腐蚀。
• 产品为：液态苯、苯酚、芳烃和轻质油； 气态富甲烷的高热值煤气。
FHP与煤的气化和液化相比较，优点：
• 热效率高 • 氢耗低 • 投资省
在国内，扎赉若尔褐煤、东胜弱黏结煤 等进行了各条件下煤快速加氢热解的深 入研究。
工程示例：内蒙古多段回转炉（MRF）
• 年轻煤（褐煤、长焰煤、弱黏煤） • 回转炉获得焦油、煤气、半焦。 • 内蒙古海拉尔建成年处理2万吨热解示范
• 2、燃烧气体温度很高，在未戴防护措施情况 下吸入高温气体使呼吸系统粘膜受热肿胀 而窒息。
• 3、这些易燃气体在遇到新鲜空气，温度达到 燃点后，会重新燃烧，产生新的火灾，造 成更 大的损失。
减轻干馏危害的主要方法： • 1、用水冷却密封舱室的外部，降低火场温度 • 2、水雾掩护进入舱室 • 3、用直流水枪向着火舱室顶部喷水
• 设计时通过选材解决－铬钼钢材料作基材，不锈钢复 合堆焊作内衬。
1、Coalcon工艺
• 中温中压非催化加氢反应。 • 优点：无催化剂、氢耗低、造作压力低、
有处理粘结性煤的能力，液体和气体产 率高、产品易于分离。
• 2、快速加氢热解技术
2、快速加氢热解工艺FHP
• 国际上称之为介于煤的气化和液化之间 的第三种煤转化技术。
• 不同产物的比例随热解温度而变
第六章 煤的热解与气化技术
一、干馏方法
4.CSIRO工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
5.美国钢铁公司洁净焦炭法
洁净煤技术
一、干馏方法
6.气流床热解工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
7.Toscoal工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
8.日本的煤炭快速热解工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
1.Coalcon工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
2.快速加氢热解工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
①热效率高。 ②氢耗低。 ③投资省。
洁净煤技术
第三节 煤炭气化技术
1
煤气化技术主要工艺
2
煤气化技术的主要应用领域
洁净煤技术
一、煤气化技术主要工艺
1.固定床气化 2.流化床气化 3.气流床气化 4.熔浴床气化
洁净煤技术
二、煤气化技术的主要应用领域
1.工业燃气 2.民用煤气 3.化工合成原料气 （1）制氢
煤的热解与气化技术
洁净煤技术
第六章 煤的热解与气化技术
1 煤热解分类和过程 2 煤炭热解技术与工艺 3 煤炭气化技术 4 煤炭地下气化技术
洁净煤技术
第一节 煤热解分类和过程
1
煤的热解分类
2
煤的热解过程
洁净煤技术
一、煤的热解分类
按热解温度可分为低温中温和高温热解。 按加热速度可分为慢速、中速、快速和闪速热解。 按气氛可分为惰性气氛热解、加氢热解和催化加氢热解。 按固体颗粒与气体在床内的相对运动状态分为固定床、
气流床和流化床等热解。
按加热方式可分为内热式、外热式和内外热并用式热解。 按热载体方式可分为固体热载体、气体热载体和气-固热 载体热解。 按反应器内的压力可分为常压和加压热解。
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粉煤热解的工艺流程书
粉煤热解（Coal Pyrolysis）是通过在高温下使煤转变为可用于燃烧或其他用途的气体、液体和固体产物的过程。
下面我将详细介绍粉煤热解的工艺流程。
粉煤热解的工艺流程包括：干燥、预处理、热解和产物处理四个主要步骤。
首先是干燥（Drying）步骤。
原料煤在进入热解过程之前需要经过干燥。
干燥可以确保煤的含水量降至较低水平，以提高热解效果。
通常，采用间接加热的方式，将煤与干燥介质（如热油或蒸汽）进行接触，将煤中的水分蒸发掉。
接下来是预处理（Pre-treatment）步骤。
预处理的目的是分离和去除煤中的杂质和硫、氮等有害元素，以提高产品质量。
预处理方法包括：物理方法（如筛分、选矿和洗涤）和化学方法（如碱处理和酸洗）。
这些方法可以根据煤的种类和要求进行选择。
第三步是热解（Pyrolysis）步骤。
热解是指将预处理后的煤在高温（通常为500-1000）和缺氧环境下加热，使其分解为气体、液体和固体产物的过程。
在热解过程中，煤中的有机物质会发生裂解，生成一系列的低分子量气体（如甲烷、乙烯等）、液体产物（如焦油）和固体产物（如焦炭）。
热解温度和时间的选择会对产物的种类和质量产生重要影响。
最后是产物处理（Product Treatment）步骤。
热解产物需要进行处理以获得所
需的产品。
这个步骤包括：气体分离和净化、液体产品的分离和处理以及焦炭的回收。
气体产物可以通过分离和净化工艺获得甲烷、乙烯和其他有用气体。
液体产品可以通过蒸馏分离得到焦油、化学品和润滑油等。
焦炭则可以被回收和再利用。
总结一下，粉煤热解的工艺流程包括干燥、预处理、热解和产物处理四个主要步骤。
通过对原料煤的干燥和预处理，可以提高煤的热解效果和产品质量。
在热解过程中，煤分解产物包括气体、液体和固体产物。
最后，通过产物处理可获得所需的气体、液体和固体产品。