煤焦化主要裝置和技術(shù)干餾

1、（一）魯奇魯爾煤氣公司法（Lurg i Ruhrgas）工藝簡(jiǎn)介該法是由Lurgi G mbH公司（聯(lián)邦德國(guó)）和該法是由Lurgi G mbH公司流程見(jiàn)圖1 1。粒度小于5 m m的煤粉與焦炭熱載體混合之后，在重力移動(dòng)床直立反應(yīng)器中進(jìn)行干餾。原料煤煤準(zhǔn)備圖1 -1魯奇魯爾煤氣公司注工藝流程圖1 一半焦分離器q 一半焦加熱器：3 反應(yīng)器：4 一旋風(fēng)分離器：5 一焦油加氫反應(yīng)器產(chǎn)生的煤氣和焦油蒸氣引至氣體凈化和焦油回收系統(tǒng)，循環(huán)的焦炭部分離開(kāi)直立爐用風(fēng)動(dòng)輸送機(jī)提升 加熱，與廢氣分離后作為熱載體再返回到直立爐。在常壓下進(jìn)行熱解得到熱值為2632 MJ/ m 3的煤 氣、半焦以及煤基原油，后者是焦油產(chǎn)

2、品經(jīng)過(guò)加氫制得。開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況此工藝過(guò)程在日處理能力12t煤的裝置上已經(jīng)掌握，并建立了日處理250t煤的試驗(yàn)裝置以及日處理8 00t煤的工業(yè)裝置。（二）大連理工大學(xué)固體熱載體干餾新技術(shù)工藝簡(jiǎn)介大連理工大學(xué)郭樹(shù)才等人開(kāi)發(fā)的固體熱載體干餾新技術(shù)主要實(shí)驗(yàn)裝置有混合器、反應(yīng)槽、流化燃燒提 升管、集合槽和焦油冷凝回收系統(tǒng)等。原料煤粉碎干燥后加入原料槽。干餾產(chǎn)生的半焦為熱載體，存于集 合槽，煤和半焦按一定的焦煤比分別經(jīng)給料器進(jìn)入混合器。由于混合迅速而均勻，物料粒度小，高溫的半 焦將熱量傳給原料粒子，加熱速度很快，煤即發(fā)生快速熱分解。由于煤粒熱解產(chǎn)生的揮發(fā)物引出很快，二 次熱解作用較輕，故新法干餾煤焦油產(chǎn)率較

3、高。經(jīng)混合器混勻的物料進(jìn)入反應(yīng)槽，在此完成干餾過(guò)程，析 出干餾氣態(tài)產(chǎn)物，即揮發(fā)產(chǎn)物。反應(yīng)槽固態(tài)產(chǎn)物半焦經(jīng)給料器進(jìn)入燃燒器。半焦或加入的燃料與預(yù)熱的空 氣進(jìn)行燃燒，使半焦達(dá)到熱載體規(guī)定的溫度，在提升管中被提升到一級(jí)旋風(fēng)分離器，半焦與煙氣分離。熱 半焦自一級(jí)旋風(fēng)分離器人集合槽，作為熱載體循環(huán)。多余的半焦經(jīng)排料槽作為干餾產(chǎn)物外送。煙氣在二級(jí) 旋風(fēng)分離器除塵后外排。干餾氣態(tài)產(chǎn)物自反應(yīng)槽導(dǎo)出后，經(jīng)過(guò)除塵器、空冷器和水冷器析出焦油和水。煤 氣經(jīng)干燥脫去水分，在一30。左右條件下進(jìn)行冷凍，回收煤氣中的汽油。凈煤氣經(jīng)抽氣機(jī)及計(jì)量后送出。開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況已完成多種油頁(yè)巖、南寧褐煤、平莊褐煤和神府煤的10kg/ h的

4、試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，在內(nèi)蒙古平莊煤礦進(jìn) 行了能力為150t/ d的褐煤固體熱載體熱解的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)并建成5. 5萬(wàn)t/a的工業(yè)示范廠。（三）C O E D法工藝簡(jiǎn)介該工藝由美國(guó)F M C和OCR聯(lián)合開(kāi)發(fā)，采用低壓、多段、流化床煤干餾工藝流程見(jiàn)圖1 一2。熱解氣圖-2 COED注煤熱解工藝平均粒度為0. 2mm的原料，順序通過(guò)四個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器，其中第一級(jí)反應(yīng)器起煤的干燥和預(yù)熱 的作用，在最后一級(jí)反應(yīng)器中，用水蒸氣和氧的混合物對(duì)中間反應(yīng)器中產(chǎn)生的半焦進(jìn)行部分氣化。氣化產(chǎn) 生的煤氣作為熱解反應(yīng)器和干燥器的熱載體和流化介質(zhì)。借助于固相和氣相逆流流動(dòng)，使反應(yīng)區(qū)根據(jù)煤脫 氣程度的要求提高溫度，有力地控制熱解過(guò)程的進(jìn)

5、行。熱解在壓力3570kPa下進(jìn)行。最終產(chǎn)品為半焦、 中熱值(1518 MJ/ m 3)煤氣以及煤基原油，后者是用熱解液體產(chǎn)品在壓力1721 M Pa下 催化(Ni-Mo)加氫制得的。該工藝已有日處理能力36t煤的中間裝置，并附有油加工設(shè)備。（四）CSIR O工藝工藝簡(jiǎn)介澳大利亞的CSIR O于20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始研究用快速熱解煤的方法以獲取液體燃料，先后建 立了 1g/ h , 100g/ h , 20kg/ h三種不同規(guī)模的試驗(yàn)裝置，對(duì)多種煙煤、次煙煤、褐煤進(jìn)行了熱解 試驗(yàn)。該工藝采用氮?dú)饬骰纳匙哟矠榉磻?yīng)器，將細(xì)粉碎的煤粒（0. 2 m m）用氮?dú)鈬娙敕磻?yīng)器的 沙子床中，加熱速度約為

6、104 C/ s，熱解反應(yīng)的主要過(guò)程約在1s內(nèi)完成。另外對(duì)熱解焦油也進(jìn)行了結(jié) 構(gòu)分析，并用幾種不同類型的反應(yīng)器進(jìn)行了焦油加氫處理的研究。開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況近期在試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)具有最大液體產(chǎn)率的工藝方法，并建成23kg/ h處理煤、用空氣或本工藝的循環(huán) 氣作為流化介質(zhì)進(jìn)行干餾的中試廠。（五）美國(guó)鋼鐵公司潔凈焦炭法工藝簡(jiǎn)介潔凈焦炭工藝采用熱解和加氫平行運(yùn)行的方法以生產(chǎn)冶金焦、焦油、油品、有機(jī)液體和氣體。在ER D A支持下已經(jīng)建立了實(shí)驗(yàn)PD U，并進(jìn)行了試驗(yàn)。該工藝的熱解是在豎立二段流化床內(nèi)進(jìn)行的。煤經(jīng)洗選后，一部分在流化床內(nèi)于富氫和基本無(wú)硫的循 環(huán)煤氣存在的情況下進(jìn)行熱解，煤中的硫大部分脫除，產(chǎn)生的半焦用

7、本工藝生產(chǎn)的焦油作為黏結(jié)劑壓制成 型，型塊經(jīng)過(guò)改質(zhì)和燃燒，生產(chǎn)出堅(jiān)硬、低硫的冶金焦和富氫氣體。另一部分煤首先和本工藝生產(chǎn)的載體 油混合制成漿，然后在2128 M Pa和482 C條件下進(jìn)行非催化加氫，最后把從殘?jiān)蟹殖龅囊后w和 氣體加工成液體燃料、化工原料和油，油返回本工藝。其工藝流程見(jiàn)圖1 3。開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況已建成一座處理能力為227kg / d的實(shí)驗(yàn)性PD U，該裝置包括干餾脫硫器、煤加氫裝置和煤預(yù)氧 化裝置。（六）Gar re t t法（西方研究公司熱解法）1.工藝簡(jiǎn)介Gar re t t法是美國(guó)西方研究公司研究開(kāi)發(fā)的。將粉碎至0. 1 m m的煤粉，在常壓氣流床反應(yīng)器 中進(jìn)行熱解（見(jiàn)圖1

8、 4）。Garrett法工藝流理圖該工藝是為生產(chǎn)液體和氣體燃料以及適于作動(dòng)力鍋爐的燃料設(shè)計(jì)的，其依據(jù)是短停留時(shí)間快速干餾能 獲得較高的焦油產(chǎn)率。熱載體是用經(jīng)空氣加熱的自產(chǎn)循環(huán)半焦。熱解在幾分之一秒內(nèi)發(fā)生，停留時(shí)間小于 2s，因而揮發(fā)物二次裂解最小，液體產(chǎn)率高。在577 C,焦油產(chǎn)率高達(dá)35 % （質(zhì)量）。在氣流床反應(yīng) 器中，流化介質(zhì)是利用炭化后的煤氣，經(jīng)分離出熱解半焦和液體產(chǎn)品之后返回到循環(huán)系統(tǒng)中。液體產(chǎn)品進(jìn) 行加氫制成煤基原油。此外還得到半焦和發(fā)熱量2224 MJ/ m 3的中熱值煤氣。開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況此工藝已建成日處理3. 6t煤的中間裝置并在寬范圍條件下進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn)。（七）Toscoa l

9、法1.工藝簡(jiǎn)介Toscoa l方法是美國(guó)油頁(yè)巖公司(Oi l Sha le corp)和Rocky Fl at s研究中心開(kāi)發(fā)的。預(yù)先 制備并預(yù)熱的煤送入回轉(zhuǎn)爐中(圖1 5)，在此與赤熱的瓷球熱載體接觸而發(fā)生熱解。熱解產(chǎn)品引至氣 體凈化和碳?xì)浠衔锘厥障到y(tǒng)。瓷球與半焦在機(jī)械分離器中分離后，用一部分自產(chǎn)干鎦煤氣燃燒的熱量直 接加熱，然后作為循環(huán)固體熱載體再回到回轉(zhuǎn)爐中。加熱瓷球之后的廢氣用于煤的預(yù)熱。工藝的產(chǎn)品為半 焦、油和熱值為22 MJ/ m 3的煤氣。圖1 -5 Tosccal工藝流程1 一給料槽t 2 一干燥和預(yù)述器t 3 旋廄分離器：4 一球預(yù)熱器t 5 一分簫塔、6 一也群反應(yīng)眼7

10、一制8 一羿升機(jī)此工藝已在1976年建成的日處理25t煤的中間裝置上實(shí)驗(yàn)成功，1982年興建日處理能力6. 6萬(wàn) 噸煤的工業(yè)裝置。（八）日本的煤炭快速熱解法1.工藝簡(jiǎn)介該方法是將煤的氣化和熱解結(jié)合在一起的獨(dú)具特色的熱解技術(shù)。它可以從高揮發(fā)分原料煤中最大限度 地獲得氣態(tài)（煤氣）和液態(tài)（焦油和苯類）產(chǎn)品。其工藝流程見(jiàn)圖16。苯類沉淀池分蒿池堪油苯類沉淀池分蒿池堪油圖：2 E本快速焦鏘工藝流程圖原料煤經(jīng)干燥，并被磨細(xì)到有80 %小于0. 074 m m后，用氮?dú)饣驘峤猱a(chǎn)生的氣體密相輸送，經(jīng) 加料器噴入反應(yīng)器的熱解段。然后被來(lái)自下段半焦化產(chǎn)生的高溫氣體快速加熱，在600950。和0.3 M Pa下，于幾秒內(nèi)快速熱解，產(chǎn)生氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物以及固體半焦。在熱解段內(nèi)，氣態(tài)與固態(tài)產(chǎn)物同時(shí) 向上流動(dòng)。固體半焦經(jīng)高溫旋風(fēng)分離器從氣體中分離出來(lái)后，一部分返回反應(yīng)器的氣化段與氧氣和水蒸氣 在15001650。和0. 3 M Pa下發(fā)生氣化反應(yīng)，而為上段的熱解反應(yīng)提供熱源；其余半焦經(jīng)換熱器 回收余熱后，作為固體半焦產(chǎn)品。從高溫旋風(fēng)分離器出來(lái)的高溫氣體中含有氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)一個(gè)間 接式換熱器回收余熱，然后再經(jīng)脫苯、脫硫、