【正文】 ： ? 用陶瓷球作為熱載體的煤炭低溫?zé)峤夥椒ǎ? ? 將 6 mm 以下的粉煤加入提升管中 ,利用熱煙氣將其預(yù)熱到 260～ 320 ℃ ,預(yù)熱后的煤進(jìn)入旋轉(zhuǎn)滾筒與被加熱的高溫瓷球混合 ,熱解溫度保持在 427～ 510 ℃ 。 ?氣體熱載體熱解工藝 通常是將燃料燃燒的煙氣引入熱解室 ,代表性的有美國的 COED 工藝、 ENCOAL 工藝和波蘭的雙沸騰床工藝等 。 三種模型的比較 煤熱解動力學(xué) ? 煤熱解動力學(xué)的熱重分析法： – 恒溫法：程序升溫法只需一條或數(shù)條失重曲線就可以得到整個溫度范圍內(nèi)的動力學(xué)參數(shù)分布。 ? 選擇不同的長度可以使不相連的外在分子同抽提收率相對應(yīng)。 – FG模型 是用來描述煤、半焦和焦油中氣體的產(chǎn)生與釋放機理； – DVC模型 是用來描述在橋鍵斷裂和交聯(lián)發(fā)生的影響下煤中大分子網(wǎng)絡(luò)所發(fā)生的分解和縮聚行為，預(yù)測碎片的分子量分布情況。 C in air for 4 h, the catalyst powder was pressed, crushed and sieved to 20–40 mesh. ? Finally, the catalyst was reduced at different temperatures from 550 to 850 176。 產(chǎn)品分布與性狀 最終溫度（ ℃ ） 600 ℃ 低溫干餾 800 ℃ 中溫干餾 1000 ℃ 高溫干餾 固體產(chǎn)物 半焦 中溫焦 高溫焦 產(chǎn)品 產(chǎn)率（％） 焦 焦油 煤氣（標(biāo)準(zhǔn)米 3/噸干煤） 80～ 82 9～ 10 120 75～ 77 6～ 7 200 70～ 72 320 產(chǎn)品性狀 焦炭：著火點（ ℃ ） 機械強度 揮収分（％） 450 低 10 490 中 約 5 700 高 2 焦油： 比重 中性油（％） 酚類（％） 焦油鹽基（％） 瀝青（％） 游離碳（％） 中性油成分 1 60 25 1～ 2 12 1～ 3 脂肪烴 芳烴 1 15～ 20 1～ 2 30 ～ 5 脂肪烴 芳烴 1 35～ 40 ～ 2 57 4～ 10 芳烴 煤氣主要 成分（％） 氫 甲烷 収熱量（ Mj/米 3） 31 55 31 45 38 25 55 25 19 煤氣中回收的輕油 產(chǎn)率（％） 組成 氣體汽油 脂肪烴為主 粗苯 汽油 芳烴 50％ 粗苯 1～ 芳烴 90％ 熱解溫度 – 加熱速率 ? 急速加熱 時產(chǎn)生的很強的熱沖擊力，使大分子的縮合芳香族化合物中具有不同鍵能的化學(xué)鍵同時被打開、斷裂，生成數(shù)量眾多的自由基，而氫氣氛又提供了自由基的穩(wěn)定條件，使之生成氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物； ? 緩慢的加熱 過程中，化學(xué)鍵的斷裂主要發(fā)生在煤的顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由此引起聚合反應(yīng)生成半焦，故導(dǎo)致氣相生成物產(chǎn)率降低。如： CH2 煤熱解機理及研究新進(jìn)展 – 原料煤性質(zhì) ? 煤的變質(zhì)程度 ：煤氣焦油與揮發(fā)分含量密切相關(guān)； ? 灰分 ：直接影響半焦質(zhì)量； ? 煤巖組分 ：煤氣產(chǎn)率以穩(wěn)定組最高，絲質(zhì)組最低，鏡質(zhì)組居中。 700℃ 以下煤氣的主要成分是 CO、 CO2和 H2，當(dāng)溫度大于700℃ 時，煤氣的主要成分是氫氣。原料煤在此階段外形沒有變化，主要發(fā)生表面吸附、水蒸發(fā)，并放出原料中的吸附氣體，并有少量 CO CH H2S及水蒸氣產(chǎn)生。 – 按加熱方式分類： 主要有外熱式熱解，內(nèi)熱式熱解和內(nèi)外復(fù)合式熱解。 易實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)勢。 生產(chǎn)成本低 。 – 按熱源不同分類： 主要有電加熱熱解、等離子體加熱熱解、微波加熱熱解、熱載體加熱熱解等。 ? 第一階段 :干燥階段 ，此時熱解溫度在 300℃ 以下。從半焦到焦炭，析出大量的煤氣，使固體產(chǎn)物的揮發(fā)分降低，密度增加，體積收縮，形成碎塊。 加成反應(yīng)，具有共軛雙烯及不飽和鍵的化合物，在加成時進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)。 – 熱解溫度 ? 一般來講，溫度越高，煤裂解的程度越大，總揮發(fā)物產(chǎn)率越高，固體殘留物（半焦或焦炭）越少。 C for 12 h and calcined at 800 176。 C. 熱解模型 ? ： Functional Group Depolymerization Vaporization Crosslinking） － 描述 氣體逸出 的官能團模型 － 描述 焦油形成 的降解一蒸發(fā)一交聯(lián)模型 的相 結(jié)合 的一種模型。 ? 每個簇上有一定的初始交聯(lián)點數(shù)用來連接一定長度的齊聚物，從而使交聯(lián)點間的分子量能與實驗值相一致。 ? 模型的特點為： – 輸入?yún)?shù)由 NMR測得； – 焦油分子結(jié)構(gòu)分布、輕質(zhì)氣體前驅(qū)體總數(shù)以及半焦分?jǐn)?shù)由滲透點陣統(tǒng)計方法確定； – 不穩(wěn)定橋斷裂活化能用 Solomon等提供的數(shù)據(jù)； – 用一套官能團模型反應(yīng)的加權(quán)平均來描述輕質(zhì)氣體的生成； – 用閃蒸過程來描述處于汽液平衡的有限碎片， 該 一過程的速率要快于斷鍵速率； – 用交聯(lián)機理解釋煤塑性體重新連到半焦基體上的過程。 ?內(nèi)熱式工藝克服了外熱式的缺點 ,借助熱載體 (根據(jù)供熱介質(zhì)不同又分為氣體熱載體和固體熱載體 ) 把熱量直接傳遞給煤料 ,受熱后的煤發(fā)生熱解反應(yīng)。 ? 存在問題 : 生成的焦油和細(xì)顆粒的半焦附著在旋風(fēng)分離器和冷卻管路的內(nèi)壁 ,影響系統(tǒng)的長期運行。 1. 煤提升管； 2. 煤倉； ； ； 5. 低溫干餾爐； 6. 半焦提升管； 7. 半焦收集器； ； 9. 旋風(fēng)分離器； 10. 焦油捕集器； ； 12. 氣體冷卻器； 13. 分離器 ?工業(yè)化程度： ?1961 年在 Dorsten 建成處理煤量為 260 t/ d 的熱解工廠 ,連續(xù)運轉(zhuǎn)時間達(dá)到 200 h ,但后續(xù)開發(fā)工作由于油價的下跌而中斷。 ? SJ低溫干餾方爐 工藝 – 陜西神木縣三江煤化工有限責(zé)任公司設(shè)計 加熱 外售 SJ低溫 干餾爐 煤氣風(fēng)機 文氏管塔 焦油儲罐 熄焦池 電捕焦油器 旋流塔 板塔 焦油 焦?fàn)t煤氣 篩煤樓 污水處理 達(dá)標(biāo)廢水 循環(huán)水 循環(huán)水 涼水塔 清水水 煤氣烘干機 成品蘭炭 原料煤 清水池 換熱器 熱環(huán)水池 冷環(huán)水池 焦油 事故火炬 生產(chǎn)主流程 循環(huán)水流程 焦?fàn)t煤氣流程 焦油回收流程 清水水 空氣風(fēng)機 清水循環(huán)池 備煤場 清水水 ? 多段回轉(zhuǎn)爐熱解工藝（ MRF工藝） – 通過多段串聯(lián)回轉(zhuǎn)爐 ,對年青煤進(jìn)行干燥、熱解、增炭等不同階段的熱加工 ,最終獲得較高產(chǎn)率的焦油、中熱值煤氣及優(yōu)質(zhì)半焦 。熱解產(chǎn)生的半焦為熱載體，存于集合槽。 cm 強度 ％ 褐煤中溫焦 36～ 45 － 70 蘇聯(lián)列庫廠半焦 38 長焰煤半焦 50～ 55 66～ 80 英國氣煤半焦 － 60％氣煤配煤焦炭 － 80 冶金焦（ 10～25mm） 44～ 53 ～ ～ 77～ 85 半焦和焦炭性質(zhì) ? 煤氣 及其 利用 – 固體熱載體快速熱解法－煤氣－煤氣產(chǎn)率可達(dá) 30 ％，主要含 C 2 以上氣態(tài)烴，氣熱值高達(dá) 25MJ／ m3左右。