煤化工工藝學(xué)教案-在線瀏覽
2024-12-26 08:47本頁面
【正文】 淘汰、技 術(shù)升級換代。落后技術(shù)的淘汰如常壓固定床氣化技術(shù) 。粉塵治理、有機廢水處理和脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用。煤炭多聯(lián)產(chǎn)：電力、熱力、化工產(chǎn)品 。節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。煤化工產(chǎn)品技術(shù)多樣化如芳烴、乙醇等 。乙二醇技術(shù)成熟 。 167。按探明儲量世界煤炭資源的儲量、密度，北半球高于南半球，特別是高度集中在亞洲、北美洲和歐洲的中緯度地帶，合占世界煤炭資源的 96%，按硬煤經(jīng)濟可采儲量計，以中國 (占 11%)、美國 (占 %)和俄羅斯最為豐富，次為印度、南非、澳大利亞、波蘭、烏克蘭、德國等 9 國共占 90%。 167。 1792 年 ，蘇格蘭人 ，并將所得煤氣用于家庭照明。 1816 年，美國巴爾的摩市建立了煤干餾工廠生產(chǎn)煤氣。 第一次世界大戰(zhàn)期間，鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展，同時作為火炸藥原料的氨、苯及甲苯也很急需，這促使煉焦工業(yè)進一步發(fā)展，并形成煉焦副產(chǎn)化學(xué)品的回收和利用工業(yè)。 1920～ 1930 年間，煤低溫干餾的研究得到重視并較快發(fā) 展，所得半焦可作民用無煙燃料，低溫干餾焦油則進一步加工成液體燃料。 第二次世界大戰(zhàn)后，由于大量廉價石油和天然氣的開采，除煉焦工業(yè)隨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展外，工業(yè)上大規(guī)模由煤制取液體燃料的生產(chǎn)暫時中止，不少工業(yè)化國家用天然氣代替了民用煤氣。 1973 年中東戰(zhàn)爭以及隨之而來的石油大幅度漲價，使由煤生產(chǎn)液體燃料及化學(xué)品的方法又重新受到重視。如在煤直接液化的方法中發(fā)展了氫煤法、供氫溶劑法 (EDS)和溶劑精煉煤法 (SRC)等；在煤間接液化法中發(fā)展了 SASOL 法，將煤氣化制得合成氣 ,再經(jīng)合成制取發(fā)動機燃料；亦可將合成甲醇再轉(zhuǎn)化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油，或直接作為燃料甲醇使用?；谥袊蜌鈪T乏、煤炭資源相對豐富，中國煤化學(xué)工業(yè)將有所發(fā)展。 2020 年，煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣和煤制 乙二醇等被國家發(fā)改委確定為重點示范發(fā)展方向。為了有效、經(jīng)濟和合理地利用煤，中國需要發(fā)展煤轉(zhuǎn)化技術(shù)，實現(xiàn)煤的綜合利用。1 ． 3 煤化工的范疇 從煤加工過程區(qū)分，煤化工包括煤的干餾（含煉焦和低溫干餾）、氣化、液化、和合成化學(xué)品等，如圖， 圖 煤化工分類及產(chǎn)品示意圖 煤的氣化是指煤在氧氣不足的條件下進行部分氧化形成 H CO 等氣體的過程。 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 (見煤焦油 )、煤氣和熱解水過程。1 ． 4 本書簡介 2 煤的低溫干餾 167。2 ． 2 低溫干餾產(chǎn)品 167。2 ． 4 低溫干餾主要爐型 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。 重點：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：固體熱載體干餾工藝流程 167。 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：常壓，不用加氫，不用氧氣；工藝過程簡單，加工條件溫和；投資少，生產(chǎn)成本低。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。 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。 半焦的機械強度一般不高，低于高溫焦炭。 半焦和 焦炭性質(zhì) 半焦用途： 民用和動力燃料 鐵合金生產(chǎn)炭料 （高比電阻 ~20Ω 用途： 生產(chǎn)發(fā)動機燃料、酚類、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。低溫焦油適于深度加工，經(jīng)催化加氫可獲得發(fā)動機燃料和其他產(chǎn)品。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)。煤加熱溫度場的均勻性以及氣態(tài)產(chǎn)物二次熱解深度對其也有影響。 原料煤對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。 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。隨著煤的變質(zhì)程度增高，含氧量降低，焦油中酚類含量明顯減少。 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)別干餾類型的標(biāo)志。 煤化程度高的煤，煤開始熱解溫度也高，其中東北泥煤 160℃ ，褐煤 200~290℃ ，長焰煤 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。2 ． 4 低溫干餾主要爐型 特點：受熱：均勻，過程：易控，原料：類寬，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。2 ． 5 立式爐生產(chǎn)城市煤氣 特點：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。3 ． 1 概述 167。3 ． 3 配煤和焦炭質(zhì)量 167。3 ． 5 煉焦新技術(shù) 了解焦?fàn)t耐火磚、砌筑和烘爐，型焦。 掌握現(xiàn)代焦?fàn)t煉焦的特點、煉焦新技術(shù)、重點：煉焦原料煤、焦?fàn)t、煉焦新技術(shù)。 167。此過程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊?，一般簡稱煉焦。煤氣可以用來合成氨，生產(chǎn)化學(xué)肥料或用作加熱燃料。 焦炭在高爐煉鐵中是不可缺少的爐料，對高爐煉鐵技術(shù)進步的影響率在 30%以上，在高爐煉鐵精料技術(shù)中占有重要的地位。高爐煉鐵炭素 (包括焦炭和煤粉 )燃燒所提供的熱量，占高爐煉鐵總熱量來源的 71%。但是，焦炭的用量總是要大于噴煤量。 (2)還原劑。爐料到風(fēng) 口焦炭溶反應(yīng)為 25%～ 35%。在高爐煉鐵過程中焦炭中的碳是逐步滲透到生鐵中。生鐵滲碳消耗焦炭 7%～ 10%。焦炭在高爐內(nèi)是起骨架作用，支撐著煉鐵原料 (燒結(jié)礦，球團礦，天然塊礦 )，又起到煤氣的透氣窗作用。低于這個最低值，高爐煉鐵就難以正常生產(chǎn)，或經(jīng)濟上就不合算了。在高噴煤比條件下 ，焦炭的骨架作用會顯得更加突出，相應(yīng)對焦炭的質(zhì)量要求也會越來越高。焦炭從料線到風(fēng)口平均粒度減少 20%～ 40%。寶鋼高爐缸內(nèi)的焦炭粒度可達 33mm。 1991 年，我國的焦炭產(chǎn)量躍居世界第一， 1994 年，我國焦炭年產(chǎn)量首度超過 1億噸，到 2020 年，我國焦炭出口量占到世界焦炭
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