《煤化工工藝學(xué)》教案-文庫(kù)吧
2024-10-03 08:47 本頁(yè)面
【正文】 氣化是指煤在氧氣不足的條件下進(jìn)行部分氧化形成 H CO 等氣體的過(guò)程。 煤的液化是指將煤與 H2 在催化劑作用下 轉(zhuǎn)化為液體燃料（直接）或利用煤產(chǎn)生的H2 和 CO 通過(guò)化學(xué)合成產(chǎn)生液體燃料或其他液體化工產(chǎn)品（間接）的過(guò)程。 煤低溫干餾，煤干餾方法之一，指采用較低的加熱終溫 (500~600℃ )，使煤在隔絕空氣條件下，受熱分解生成半焦、低溫煤焦油 (見(jiàn)煤焦油 )、煤氣和熱解水過(guò)程。 167。1 ． 4 本書(shū)簡(jiǎn)介 2 煤的低溫干餾 167。2 ． 1 概述 167。2 ． 2 低溫干餾產(chǎn)品 167。2 ． 3 干餾產(chǎn)品的影響因素 167。2 ． 4 低溫干餾主要爐型 167。2 ． 5 立式爐生產(chǎn)城市煤氣 167。2 ． 6 固體熱載體干餾工藝 理解煤的熱解基本規(guī)律和特點(diǎn)。 掌握低溫干餾產(chǎn)品的種類(lèi) ，低溫干餾主要爐型，影響干餾產(chǎn)品的因素，固體熱載體干餾工藝。 重點(diǎn)：低溫干餾主要爐型，影響干餾產(chǎn)品的因素，固體熱載體干餾工藝流程 難點(diǎn)：固體熱載體干餾工藝流程 167。2 ． 1 概述 煤在隔絕空氣條件下，受熱分解生成煤氣、焦油、粗苯和焦炭的過(guò)程，稱(chēng)為煤干餾 (或稱(chēng)煉焦、焦化 )。 按加熱終溫分： 低溫干餾： 500~600℃ 中溫干餾： 700~900℃ 高溫干餾： 900~1100℃ 特點(diǎn)：常壓，不用加氫，不用氧氣；工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，加工條件溫和；投資少，生產(chǎn)成本低。 原料：低階煤 167。2 ． 2 低溫干餾產(chǎn)品 煤低溫干餾產(chǎn)物的產(chǎn)率和組成取決于原料煤性質(zhì)、干餾爐結(jié)構(gòu)和加熱條件。焦油產(chǎn)率為 6~25%；半焦產(chǎn)率為 50~70％；煤氣產(chǎn)率為 80~200m3／ t(原料干煤 )。 半焦 低溫干餾半焦的空隙率為 30%~50%，反應(yīng)性和比電阻都比高溫焦炭高得多。原料煤的煤化程度越低，半焦的反應(yīng)能力和比電阻越高。 半焦的機(jī)械強(qiáng)度一般不高，低于高溫焦炭。半焦塊度與原料煤的塊度、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性有關(guān)，也與干餾爐的結(jié)構(gòu)、加熱速度以及溫度梯度有關(guān)。 半焦和 焦炭性質(zhì) 半焦用途： 民用和動(dòng)力燃料 鐵合金生產(chǎn)炭料 （高比電阻 ~20Ωm，塊度 3~6mm） 生產(chǎn)冶金型焦 高爐煉鐵的噴吹料 粉礦燒結(jié) 煤焦油 性質(zhì)：黑褐色液體、密度 ~、酚類(lèi) 35%、有機(jī)堿 1~2%、烷烴 2~10%、烯烴 3~5%、環(huán)烷烴 10%、中性含氧化合物 20~25%、中性含氮化合物 2~3%、瀝青 10% 低溫焦油比高溫焦油輕，低溫焦油中含有較多脂 肪烴和環(huán)烷烴以及多烷基酚、二元酚和三元酚等化合物，故平均相對(duì)分子質(zhì)量較低。 用途： 生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、酚類(lèi)、烷烴及芳烴，由低溫焦油提取的酚可以用于生產(chǎn)塑料、合成纖維、醫(yī)藥等產(chǎn)品。泥炭和褐煤焦油中含有大量的蠟類(lèi)，是生產(chǎn)表面活性劑和洗滌劑的原料。低溫焦油適于深度加工，經(jīng)催化加氫可獲得發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他產(chǎn)品。 煤氣 密度： ~組成：甲烷、其他烴類(lèi) 用途：本企業(yè)加熱燃料和其他用途、民用煤氣、化學(xué)合成原料 167。2 ． 3 干餾產(chǎn)品的影響因素 低溫干餾產(chǎn)品的產(chǎn)率 和性質(zhì)與原料煤性質(zhì)、加熱條件、加熱速度、加熱終溫以及壓力有關(guān)。干餾爐的形式、加熱方法和揮發(fā)物在高溫區(qū)的停留時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)也有重要影響。煤加熱溫度場(chǎng)的均勻性以及氣態(tài)產(chǎn)物二次熱解深度對(duì)其也有影響。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得不同種類(lèi)褐煤低溫干餾的焦油產(chǎn)率差別較大，煙煤低溫焦油產(chǎn)率與結(jié)構(gòu)有關(guān)，由氣煤到瘦煤，隨著變質(zhì)程度增高焦油產(chǎn)率下降，腐植煤的低溫干餾焦油產(chǎn)率一般較高。 原料煤對(duì)低溫干餾焦油的組成影響顯著，因原料煤的性質(zhì)不同，所產(chǎn)的低溫焦油組成有較大差異。低溫干餾的溫度為 600℃ ，所得焦油是煤的一次熱解產(chǎn)物，稱(chēng)一次焦油 。 煙煤一次焦油的組成與泥炭和褐煤焦油的相同，但含量有明顯差別。煙煤一次焦油內(nèi)中性含氧化合物比褐煤焦油少。隨著煤的變質(zhì)程度增高，含氧量降低，焦油中酚類(lèi)含量明顯減少。 煤氣中氨和硫化氫含量與原料煤中氮和硫的含量及其形態(tài)有關(guān)。 加熱終溫 煤干餾終溫是產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的重要影響因素，也是區(qū)別干餾類(lèi)型的標(biāo)志。隨著溫度升高，活化能大的熱解反應(yīng)發(fā)生有可能進(jìn)行，生成多環(huán)芳烴產(chǎn)物，具有熱穩(wěn)定性。 煤化程度高的煤，煤開(kāi)始熱解溫度也高，其中東北泥煤 160℃ ，褐煤 200~290℃ ，長(zhǎng)焰煤 320℃ ，氣煤 320℃ ，肥煤 350℃ ，焦煤 360℃ 焦油形成約于 550℃ 結(jié)束，故 510600℃ 為低溫干餾的適宜溫度。 溫度 ↑，焦油產(chǎn)率 ↓，酚類(lèi) ↓，烴類(lèi) ↓，中性含氧化合物 ↑，瀝青烯 ↑，煤氣產(chǎn)率 ↑ ， H2↑，半焦和焦油產(chǎn)率 ↓ 塊度 ↑，焦油產(chǎn)率 ↓，煤氣產(chǎn)率 ↑ 加熱速度 速度 ↑，半焦產(chǎn)率 ↓，焦油產(chǎn)率 ↑，熱解水產(chǎn)率 ↓，煤氣產(chǎn)率 ↓ 壓力 壓力 ↑，半焦產(chǎn)率 ↑ ，焦油產(chǎn)率 ↓，煤氣產(chǎn)率 ↑ 167。2 ． 4 低溫干餾主要爐型 特點(diǎn)：受熱：均勻，過(guò)程：易控，原料：類(lèi)寬，粒徑范圍大，揮發(fā)物：二次熱解作用小 供熱方式：外熱式，內(nèi)熱式 低溫干餾煤料受熱方式 內(nèi)熱式低溫干餾與外熱式相比，有下述優(yōu)點(diǎn)。 沸騰床干餾爐 原料：粉煤， 0~6mm 設(shè)備：沸騰爐 內(nèi)熱式；熱載體：煤氣燃燒所得煙氣 流程：粉煤沸騰床干餾法 產(chǎn)物：煤氣，中油，焦油，焦粉 氣流式內(nèi)熱爐 原料：塊煤或型煤， 20~80mm，非黏結(jié)性煤 設(shè)備：魯奇三段爐（干燥、干餾、焦炭冷卻）內(nèi)熱式；熱載 體：煤氣燃燒所得煙氣 流程：氣流內(nèi)熱式干餾流程 產(chǎn)物：煤氣，焦油，焦炭 立式爐 原料：塊煤， 75mm，一定的黏結(jié)性 設(shè)備：外熱式立式爐 外熱式； 熱源：發(fā)生爐煤氣，回爐煤氣 產(chǎn)物：煤氣，焦油，焦炭 167。2 ． 5 立式爐生產(chǎn)城市煤氣 特點(diǎn)：立式爐生產(chǎn)的煤氣熱值高 原料：大同、撫順弱黏煤 設(shè)備：考伯斯立式爐 外熱式； 熱源：發(fā)生爐煤氣，回爐煤氣 JLW、 JLK、 JLHD 型立式爐 流程：立式爐生產(chǎn)城市煤氣流程 產(chǎn)物：干餾煤氣，焦油，焦炭 167。2 ． 6 固體熱載體干餾工藝 特點(diǎn)：加熱速度快 載體與干餾氣態(tài)產(chǎn)物分離易 生產(chǎn)能力大 焦油產(chǎn)率高 煤氣熱值高 適合粉煤干餾 托斯考工藝
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