【正文】 學(xué)時(shí) 5 章 煤的氣化 6 學(xué)時(shí) 6 章 煤間接液化 4 學(xué)時(shí) 7 章 煤直接液化 2 學(xué)時(shí) 根據(jù)本課程的特點(diǎn)，組成為下列內(nèi)容： 1 緒論 167。 《煤化工工藝學(xué)》 教案 中文名稱：煤化工工藝學(xué) 英文名稱： Chemical Technology of coal 授課專業(yè)： 化學(xué)工藝 學(xué)時(shí)： 32 一、課程的性質(zhì)和目的： 煤化工工藝學(xué)是煤化工專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化工行業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)具有化工設(shè)計(jì)基本思想和產(chǎn)品開發(fā)能力的專門人才，為畢業(yè)生盡快適應(yīng)就業(yè)后工作要求、今后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)而設(shè)立的。1 ． 1 煤炭資源 167。 掌握化學(xué)加工工業(yè)的基本概況、特點(diǎn)，掌握石油、煤、天然氣等能源概況。、 煤化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀： 。 ：從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，鋼鐵行業(yè)受出口疲軟、房地產(chǎn)下行影響，庫存增加，利潤(rùn)和開工率下降，焦炭和蘭炭行業(yè)的需求和利潤(rùn)空間受到影響 。水資源消耗的減量化：空冷技術(shù)、中水回用 。工程設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化 。已有技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步：煤焦油的分離、加氫 。1 ． 1 煤炭資源 煤是地球上能得到的最豐富的化石燃料。1 ． 2 煤化工發(fā)展簡(jiǎn)史 18 世紀(jì)末，煤用于生產(chǎn)民用煤氣。從此，鐵甑干餾煤的工業(yè)就逐步得到發(fā)展。 1934 年，在中國上海建成擁有直立式干餾爐和增熱水煤氣爐的煤氣廠，生產(chǎn)城市煤氣。歐美等國 對(duì)此又進(jìn)行了開發(fā)研究工作，并取得了進(jìn)展。特別是新型煤化工，依靠技術(shù)革新，可實(shí)現(xiàn)石油和天然氣資源的補(bǔ)充及部分替代。 167。 167。2 ． 3 干餾產(chǎn)品的影響因素 167。 掌握低溫干餾產(chǎn)品的種類 ，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。 原料：低階煤 167。原料煤的煤化程度越低，半焦的反應(yīng)能力和比電阻越高。m，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 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。 煤氣 密度： ~組成：甲烷、其他烴類 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。 通過實(shí)驗(yàn)獲得不同種類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。煙煤一次焦油內(nèi)中性含氧化合物比褐煤焦油少。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。 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。3 ． 2 煤的成焦過程 167。 理解煤的成焦過程，配煤對(duì)焦炭質(zhì)量的影響，煤氣燃燒和焦?fàn)t熱平衡，焦?fàn)t傳熱基礎(chǔ)，焦?fàn)t流體力學(xué)基礎(chǔ)。3 ． 1 概述 煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到 1000℃ 左右，可獲得焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和煤氣。煉焦所得化學(xué)產(chǎn)品種類很多，特別是含有多種 芳香族化合物，主要有硫酸銨、吡啶堿、苯、甲苯、酚、萘、蒽和瀝青等。隨著噴煤比的提高，焦炭用量在逐步減少。焦炭還原作用是以 C 和 CO 形式來對(duì)鐵礦石起還原作用。一般鑄造生鐵含碳 %左右，煉鋼生鐵在 %左右。 焦炭的 4 種作用中，提供熱源的主導(dǎo)作用不會(huì)改變，這就決定 3 個(gè)理論焦比最低值。否則，是難以實(shí)現(xiàn)高噴煤比，高爐煉鐵不能正常生產(chǎn)。 自 20 世紀(jì) 80 代以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的煉焦產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展期。實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額 億元，同比增長(zhǎng) %。 為了加快調(diào)整煉焦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使焦化企業(yè)向規(guī)?；?、現(xiàn)代化、環(huán)保型方向發(fā)展，國家制定了 焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件 標(biāo)準(zhǔn)。 膠質(zhì)體：煤干餾在 350～ 480℃ 時(shí)，煤粒表面上出現(xiàn)含有氣泡的液相膜，此時(shí) ～ 120℃ 煤的水分脫出 200℃ 釋放空隙中的氣體（ CH CO CO、 N2） 350℃ 煤熱解、軟化膨脹形成膠質(zhì)體、 480℃ 膠質(zhì)體分解、收縮、固化形成半焦 650℃ 半焦分解、開始向焦炭轉(zhuǎn)化 950℃ 焦炭成熟 350℃ :煤干燥預(yù)熱階段 350～ 480℃ :膠質(zhì)體形成階段 480 ～ 650℃ :半焦形成階段 650 ～ 950℃ :焦炭形成階段 煤干燥預(yù)熱 膠質(zhì)體 半焦 焦炭 氣 態(tài) 產(chǎn) 物 液相膜開始有些軟化，許多煤粒的液相膜匯合在一起，形成氣、液、固三相一體的粘稠混合物。 （圖 34） . ① 當(dāng)裝煤后加熱約 8 小時(shí)，水分蒸發(fā)完了時(shí)，中心面溫度上升。 ③ 裝煤后 15 小時(shí)左右，焦炭成熟。 （ 10%左右） 焦炭半焦膠質(zhì)體干煤濕煤焦炭半焦膠質(zhì)體干煤膠質(zhì)體半焦 焦炭干煤膠質(zhì)體半焦焦炭焦 炭半焦焦 炭半焦膠質(zhì)體爐墻爐墻8 期間8 后11 期間焦 炭 15 左右① 形成與兩膠質(zhì)體之間，不可能橫穿過膠質(zhì)體，只能上行進(jìn)入爐頂空間，這部分氣體稱為里行氣。 焦炭用途 （供熱燃料、還原劑、疏松骨架） 要求：冶金焦反應(yīng)率要小、一定的塊度、強(qiáng)度 （熔化爐料：其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性） 要求：鑄造焦應(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點(diǎn)