煤炭热解技术概述
煤热解原理
煤热解原理煤热解是指煤在高温下分解为煤焦油、煤气和焦炭的过程。
这一过程是通过将煤加热到高温，使其内部的化学键断裂，从而释放出各种化合物。
煤热解是研究煤的结构和性质的重要手段，也是煤化学工业中重要的生产过程之一。
煤热解的原理是基于煤的组成和结构特点。
煤是一种含碳化合物，其主要成分是碳、氢、氧和少量的硫、氮等元素。
煤中的碳是其主要组成元素，占据了煤的大部分质量。
当煤加热到高温时，其内部的化学键会发生断裂，从而产生各种气体和液体产物。
煤热解的过程可以分为两个主要阶段：干馏和蒸馏。
在干馏阶段，煤中的挥发分开始被释放出来，形成煤气和煤焦油。
煤气主要由一氧化碳、二氧化碳、甲烷等组成，而煤焦油则是一种具有复杂化学结构的液体。
在蒸馏阶段，煤焦油继续分解，产生更多的煤气和焦炭。
焦炭是煤热解的固体产物，其主要成分是碳。
煤热解的温度和反应时间对产物的分布和性质有重要影响。
通常情况下，较低的温度和短的反应时间会产生较多的煤焦油，而较高的温度和较长的反应时间则会产生较多的煤气和焦炭。
此外，煤热解的反应速率也会随着温度的升高而增加。
煤热解的产物具有广泛的应用价值。
煤焦油可以用作涂料、沥青、染料、塑料等的原料，也可以通过进一步处理得到高附加值的化学品。
煤气可以作为燃料用于发电、供热等，也可以用于合成天然气、液化石油气等。
焦炭是冶金工业中重要的还原剂和燃料，也可以用于制造电极、碳素材料等。
煤热解技术的发展与应用对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。
通过研究煤热解的机理和控制方法，可以提高煤热解的效率和产物的质量，减少对环境的影响。
同时，煤热解也为煤炭资源的综合利用提供了新的途径和思路。
煤热解是一种重要的煤化学过程，通过加热煤使其分解产生煤焦油、煤气和焦炭。
煤热解的原理基于煤的组成和结构特点，通过断裂化学键释放出各种化合物。
煤热解的产物具有广泛的应用价值，对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。
煤热解技术的发展与应用是当前煤化工领域的研究热点，也是实现绿色低碳发展的重要途径之一。
煤热解原理
煤热解原理煤热解是指在缺氧或有限氧气条件下，将煤在高温下分解为气体、液体和固体产物的过程。
这个过程可以通过热解反应来实现，其中煤的大分子结构被断裂，形成小分子化合物。
煤热解是研究煤化学转化和煤加工技术的重要内容，也是煤直接液化和煤间接液化等技术的基础。
煤热解的原理可以简单地描述为煤的热分解反应。
煤热解的过程可以分为三个主要阶段：预处理阶段、主热解阶段和残渣处理阶段。
首先是预处理阶段。
在这个阶段，煤被加热到较高的温度，使其脱水和挥发分解，并且生成一些低分子量的气体。
预处理阶段是煤热解过程中的关键步骤，因为它会直接影响主热解阶段的反应产物。
接下来是主热解阶段。
在这个阶段，经过预处理的煤在高温下继续分解。
主热解阶段是煤热解过程中产生大量气体和液体产物的阶段。
煤中的大分子结构被破坏，产生一系列小分子化合物，如甲烷、乙烷、苯、酚等。
这些产物可以进一步用于能源生产或化工工业。
最后是残渣处理阶段。
在主热解阶段结束后，残留物中仍然存在一些未反应的碳质物质。
这些残留物通常被称为焦炭或焦炭渣。
残渣处理阶段的目的是将这些残留物进行处理或回收利用。
焦炭可以作为燃料使用，或者进一步转化为其他有用的化学产品。
煤热解的原理可以用一系列化学反应来描述。
在预处理阶段，煤中的水分首先被蒸发，然后煤中的氧原子与煤中的氢原子结合，形成水。
在主热解阶段，煤中的碳原子开始分解，生成一系列小分子化合物。
在残渣处理阶段，未反应的碳质物质被转化为焦炭或焦炭渣。
煤热解的原理是研究煤加工和利用的基础。
通过了解煤热解的原理，可以更好地理解煤热解过程中的化学反应和产物形成机制。
这有助于优化煤热解工艺，提高煤的利用率和产品质量。
煤热解是将煤在高温下分解为气体、液体和固体产物的过程。
煤热解的原理可以通过热分解反应来描述，其中煤的大分子结构被破坏，形成小分子化合物。
煤热解是研究煤加工和利用的重要内容，对于提高煤的利用率和产品质量具有重要意义。
洁净煤燃烧技术——煤的热解与气化ppt课件
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2020年5月3日
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一、简介
煤炭气化技术 煤炭气化是将固体（煤、半焦、焦炭）或液体燃料（水煤浆）与气化剂（空气、 氧气、富氧气、水蒸气或二氧化碳等）作用而转变成燃料煤气或合成煤气。
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三、煤气化技术主要工艺
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1、固定床气化
也称移动床气化。因为在气化过程中，煤料与气化剂 逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很 慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定气化床， 实际上，煤料在气化过程中的确是以很慢的速度向下 移动的，故以称为移动床气化
第一阶段：鼓空气燃烧煤蓄热，生产空气煤气
第二阶段：鼓水蒸气，生产热解煤气和水煤气
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2、煤炭地下气化方法及工艺
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总结
一、煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
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2、流化床气化（沸腾床气化）
以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂 直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体剧烈地运动 ，从而使得煤粒层几乎没有温度梯度和浓度梯度，从 而使得煤粒层内温度均一，易于控制，提高气化效率 。
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3、气化床气化
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Байду номын сангаас
4、熔浴床气化
也称熔融床气化，将煤粉和气化剂以切线方向 高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，池 内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的 分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐等 可熔融的金属。
项目三 煤转化为燃料的技术
任务一 煤的热解与气化技术
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任务一 煤的热解与气化技术
一、什么是煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
煤的热解和结焦
煤的热解和结焦煤的热解是指煤在隔绝空气或在惰性气体条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
粘结和成焦则是煤在一定条件下的热解的结果。
由于命名尚未统一，除“热解”(Pyrolysis）这一名称外，还常用“热分解”(thermal decom PO sition）和“干馏”(carbonization）等术语。
煤的热加工是当前煤炭加工中最重要的工艺，大规模的炼焦工业是煤炭热加工的典型例子。
研究煤的热解与煤的热加工技术关系极为密切，对煤的热加工有直接的指导作用，例如，对于炼焦工业可指导正确选择原料煤，探索扩大炼焦用煤基地的途径，确定最佳工艺条件和提高产品质量。
此外，还可以对新的热加工技术的开发，如高温快速热解，加氢热解和等离子热解等起指导作用。
煤的热解与煤的组成和结构关系密切，可通过热解研究阐明煤的分子结构。
此外，煤的热解是一种人工炭化过程，与天然成煤过程有些相似，故对热解的深入了解有助于对煤化过程的研究。
1 粘结性烟煤受热时发生的变化煤在隔绝空气条件下加热时，煤的有机质随温度升高发生一系列变化，形成气态（干馏煤气）、液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物。
煤的热解过程大致可分为三个阶段：(1)第一阶段（室温到350～400℃)。
从室温到活泼热分解温度（Td，除无烟煤外一般为350～400℃）称为干燥脱气阶段。
褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，约300℃开始热解反应，烟煤和无烟煤的原始分子结构仅发生有限的热作用（主要是缩合作用）。
120℃前主要脱水，约200℃完成脱气（(CH4、CO2和N2)。
(2)第二阶段（Td～550℃)。
这一阶段的特征是活泼分解，以解聚和分解反应为主。
生成和排出大量挥发物（煤气和焦油），约450℃排出的焦油量最大，在450～500℃气体析出量最多。
烟煤约350℃开始软化，随后是熔融、粘结，到500℃时结成半焦。
烟煤（尤其是中等变质程度烟煤）在这一阶段经历了软化熔融、流动和膨胀直到再固化，出现一系列特殊现象，并形成气、液、固三相共存的胶质体。
什么是煤解热
什么是煤解热？据中科合成油工程有限公司高级工程师唐宏青介绍，煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、兰炭的过程。
煤热解与煤液化、煤气化的区别有以下几点。
首先是工艺不同。
煤液化是将煤在高温下加氢裂解；煤气化是煤在高温条件下，以氧气、水蒸气或氢气作气化剂的一种反应；煤热解是一种加热蒸发的过程。
其次是得到的产品不同。
煤液化得到的是柴油、汽油；煤气化得到的是气体，比如煤气；煤热解能得到3种产品：焦油、煤气、兰炭。
此外，与煤气化比，煤热解产出的煤气量少；与煤液化相比，煤热解得到的燃料油比重大、密度高、十六烷值低，质量不如煤液化的好。
该技术最早产生于19世纪，起源于德国，发明之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气，由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术。
CCIN记者通过查阅科技文献发现，煤热解技术在19世纪就已出现，但受技术所限，生产的产品比较简单，当时主要用于制取灯油和蜡。
19世纪末，因电灯的发明，煤热解趋于衰落。
第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国出于战争目的，建立了大型煤热解厂，以褐煤为原料生产煤焦油，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，煤热解再次陷于停滞状态。
煤热解在我国的历史也很久远。
早在1865年9月，英商就在我国上海的苏州河畔建成了中国第一座煤气厂，建设了水平式煤热解炉，向公共租界供应煤气。
此后，繁华的外滩、南京路一带开始启用煤气路灯，取代了早期的煤油灯。
直到上世纪50年代，我国很多城市用的煤气还是通过煤热解产生。
20世纪50年代，我国开始进行煤热解工艺的进一步开发和研究，主要是为了将其产业化，用于发展煤化工，洁净高效综合利用煤炭。
这些研究取得了一些进展，特别是在生产兰炭方面，北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所等单位，先后开发了不同工艺的煤热解技术。
褐煤固体热载体法快速热解技术简介
褐煤固体热载体法快速热解技术简介褐煤热解（干馏）是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将褐煤加热，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法。
褐煤热解始于20世纪初，其目的是制取石蜡油和固体无烟燃料，随后发展了以制取发动机液体燃料为目的的工艺，如鲁奇二段炉、三段炉。
20世纪50年代，随着世界范围石油、天然气的开发与应用，煤的热解加工发展速度减慢甚至停顿。
但在一些褐煤资源丰富的国家，没有间断对褐煤热解的研究与开发。
20世纪70年代开始，为了由褐煤和低阶煤制取较高产率的液体产品和芳烃化合物，人们对褐煤热解工艺的研究开发重新重视，一些新工艺接续开发出来。
这些新工艺的目标是提高煤的液体产率，普遍使用的方法是加快热解反应的速度或在临氢的条件下进行热解反应，同时新工艺注意提高煤的利用率、提高过程的热效率及注重环境保护等。
褐煤热解工艺按照加热终温、加热速度、加热方式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。
国内外典型的褐煤热解工艺包括：外热立式炉工艺、内热立式炉工艺、美国的Toscoa1工艺、ENCOAL工艺、日本的煤快速热解工艺、德国的LR工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前苏联3TX（ETCh）—175工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺及其他工艺。
褐煤固体热载体新法干馏工艺（技术）由中国大连理工大学开发，也称褐煤固体热载体法快速热解技术。
以下从发展历程、过程原理与产品方案、工艺特点等方面简要介绍。
2．2 过程原理与产品方案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（热半焦）快速混合加热使褐煤热解（干馏）得到轻质油品、煤气和半焦的技术。
固体热载体法快速热解属于煤的低温干馏过程。
煤低温干馏过程仅是一个热加工过程，常压生产即可制得煤气、焦油和半焦，实现了煤的部分气化和液化，所以也称为煤的温和气化或煤的轻度气化过程。
与煤的直接液化、间接液化相比，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（小于6mm），不怕煤热粉化，尤其适合于褐煤。
煤热解和低阶煤热解
煤热解和低阶煤热解
煤热解，也被称为煤的干馏或热分解，是一种在隔绝空气的条件下对煤进行加热的复杂过程。
在这个过程中，煤会在不同的温度下经历一系列的物理变化和化学反应。
煤热解的结果是生成煤气、焦油、焦炭等产品。
焦油可以进一步加工成汽油、柴油和喷气燃料等石油替代品，而煤气则是一种方便使用的燃料，可以作为天然气的替代品。
低阶煤热解是煤热解的一种特殊情况，主要针对的是低阶煤，如褐煤和次烟煤等。
这些煤种资源丰富，具有挥发分高、反应活性高的特点。
低阶煤热解的主要目的是获取煤中的高附加值的油气成分以及高碳含量的半焦产品，实现低阶煤的分级利用，提高能源利用效率和经济价值。
低阶煤热解后的半焦化学性质稳定，适合于长距离运输，同时热值较高、S、N含量较低，相比于直接燃煤更加高效清洁。
煤热解和低阶煤热解在技术和应用上也有所不同。
煤热解技术经过100多年的发展，已经形成了适用于不同煤种及目标产品的高温热解（炼焦）及中低温热解技术。
而低阶煤由于其特殊的煤质结构，适宜进行中低温热解。
目前，国内已经开发出了多种低阶煤热解技术，如内热式直立炉热解工艺等。
总的来说，煤热解和低阶煤热解都是煤炭资源利用的重要手段，但低阶煤热解更注重于获取高附加值的化工原料和清洁燃料，实现低阶煤的高效清洁利用。
煤热解原理
煤热解原理煤热解原理解析1. 煤热解是什么？煤热解是指将煤炭在高温条件下加热分解，产生各种有机化合物和气体的过程。
这是一种重要的工业过程，被广泛应用于煤化工、能源转化等领域。
2. 煤热解的原理煤热解的原理主要涉及以下几个方面：2.1 温度影响温度是煤热解的关键参数，不同温度下，煤热解产物的种类和比例会发生变化。
通常情况下，合适的温度范围可以使煤热解反应更加完全，产率更高。
2.2 热解反应煤热解过程中，煤中的有机质在高温下发生裂解反应，生成较小分子量的有机物。
这些有机物可以用于生产石油化工产品、能源燃料等。
2.3 煤热解机理煤热解机理复杂，包括裂解、重组、聚合等一系列反应。
在高温条件下，煤中的大分子化合物会发生断键，产生小分子物质。
同时，这些小分子物质还会进行进一步的重组和聚合，生成更复杂的化合物。
3. 煤热解的应用3.1 煤化工煤热解产生的有机物可以用于制造石油化工产品，例如合成气、液体燃料、有机溶剂等。
这些产品在化工工业中起着至关重要的作用。
3.2 能源转化煤热解产生的气体可以作为能源供应。
比如煤热解气可以用于发电或供热，降低对传统能源资源的依赖，并减少环境污染。
3.3 环境保护通过煤热解过程，可以分离出煤中的无用物质，减少二氧化碳、硫氧化物、一氧化碳等有害物质的排放，对环境有一定的保护作用。
4. 总结煤热解作为一种重要的工业过程，可以将煤炭转化为有机化合物和气体，广泛应用于煤化工和能源转化领域。
了解煤热解的原理和应用，对于研究和开发新的能源转化技术具有重要意义。
（以上内容仅供参考，具体原理和应用还需根据实际情况进行深入研究和分析。
）5. 煤热解的反应路径煤热解反应是一个复杂的过程，涉及多个反应路径。
以下是煤热解的主要反应路径：5.1 热解反应热解反应是最主要的煤热解反应，它发生在高温下。
在热解过程中，煤中的大分子有机物被分解成小分子物质，包括烷烃、芳香烃、醇类等。
这些小分子物质可以进一步用于生产化学品或能源。
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煤炭热解技术概述
文章来源：中化新网更新时间：2010-08-06
煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。
煤热解的结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。
焦油经加氢可制取汽油、柴油和喷气燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。
煤气是使用方便的燃料，可成为天然气的代用品，另外还可用于化工合成。
半焦既是优质的无烟燃料，也是优质的铁合金用焦、气化原料、吸附材料。
用热解的方法生产洁净或改质的燃料，既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。
总之，热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径。
各国都开发了具有各自特色的煤炭热解工艺技术。
热解工艺分类：
煤热解工艺按照不同的工艺特征有多种分类方法。
按气氛分为惰性气氛热解（不加催化剂），加氢热解和催化加氢热解。
按热解温度分为低温热解即温和热解（500 ～650 ℃）、中温热解（650 ～800 ℃）、高温热解（900 ～1000 ℃）和超高温热解（＞1200 ℃）。
按加热速度分为慢速（3 ～5 ℃／min）、中速（5 ～100 ℃／s）、快速（500 ～105℃／s）热解和闪裂解（＞106℃／s）。
按加热方式分为外热式、内热式和内外并热式热解。
根据热载体的类型分为固体热载体、气体热载体和固－气热载体热解。
根据煤料在反应器内的密集程度分为密相床和稀相床两类。
依固体物料的运行状态分为固定床、流化床、气流床，滚动床。
依反应器内压强分为常压和加压两类。
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、工艺控制技术水平以及最终的经济效益。
慢速热解如煤的炼焦过程，其热解目的是获得最大产率的固体产品－焦炭；而中速、快速和闪速热解包括加氢热解的主要目的是获得最大产率的挥发产品－焦油或煤气等化工原料，从而达到通过煤的热解将煤定向转化的目的。
下表列出了目标产品与一般所相应采用的热解温度、加热速度、加热方式和挥发物的导出及冷却速率等工艺条件。
煤热解过程的反应过程
可以认为，煤热解是多阶段进行的，在初始阶段首先脱掉羟基，然后是某些氢化芳香结构脱氢，甲基断裂和脂环开裂。
在热解过程中发生的变化结果可
能是由于裂解时至少生成两个自由基而引发的。
这些自由基随即可以通过分子碎片周围的原子重排，或通过与另外的分子相互碰撞，而得到稳定。
稳定后的结构，视蒸气的挥发性和温度情况，可以作为挥发产品析出，或者作为半焦的结构碎片残留下来。
低煤化度和中煤化度煤中含有的氢数量，当热解时理论上足够使碳原子全部转化为挥发产品。
但是煤中氢的分布结构决定了它主要是以水的形式（从羟基）和以饱和的和不饱和的轻质烃（CH4、C2H6、C2H4及其他）的形式析出，使得基本芳香结构失去了在解聚过程中必要的氧。
这种内部氧的无效利用，可以解释为什么热解过程必定形成重质的焦油和半焦。
不从外部引入氢，不可能使芳香结构破裂，而且在很高温度下延长加热时间只能使芳香环进一步脱氢和缩聚。
煤热解整体模型
第一阶段（400～600 ℃），煤热解生成半焦、焦油、热解水、烃类气体和碳氧化合物。
气态烃和碳氧化合物来自煤中的甲氧基、羧基一类的不稳定基团。
第二阶段，在600 ℃左右，焦油发生二次反应，生成新的气态烃。
参加反应的主要是长链的聚亚甲基基团，生成较轻的烯烃。
主要是C2H4 和C3H6，对于较高阶的煤，这些反应较少。
在700 ℃，烷基芳烃裂解生成CH4 和芳烃，酚类裂解生成CO 和气态烃。
第三阶段，在800 ℃，第二阶段反应的产物进一步裂解，生成乙快、萘酚、苯乙烯、茚等化合物，最终生成PAH （稠环芳烃）和炭黑。
半焦在高温下放出CO 和H2，发生聚合反应。