煤化工工藝學(xué)教材課件匯總完整版ppt全套課件最全教學(xué)教程整本書電子教案全書教案課件合集

1、第十二章 煤化工污染及防治煤化工工藝學(xué)1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位第一章 緒論1.2煤化工的發(fā)展歷程1.3煤化工的范疇1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位第一章 緒論1.2煤化工的發(fā)展歷程1.3煤化工的范疇 1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位 幾個(gè)名詞解釋：油當(dāng)量(oil equivalent)，按標(biāo)準(zhǔn)油的熱值計(jì)算各種能源量的換算指標(biāo)。中國(guó)又稱標(biāo)準(zhǔn)油。1油當(dāng)量(oil equivalent)=9000kcal/L1公升(liter)柴油=0.9778油當(dāng)量，1公升車用汽油=0.8667油當(dāng)量，煤當(dāng)量又稱標(biāo)準(zhǔn)煤，是指每千克收到基低位熱值為29.27兆焦(MJ)(相當(dāng)于7000千卡)的煤。原煤按平均熱值20.9兆焦/

2、千克 (5000千卡/千克)計(jì)算，煤當(dāng)量系數(shù)為 0.714 ;原油熱值按41.8兆焦/千克 ( 10000千卡/千克 )計(jì)算 ，煤當(dāng)量系數(shù)為1.429;天然氣熱值按39.0兆焦/米3 ( 9310千卡/米3 )計(jì)算，煤當(dāng)量系數(shù)為1.33 ;理論發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗應(yīng)該是123克/（千瓦小時(shí)）實(shí)際發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗一般在300多克/（千瓦小時(shí)）左右。世界能源消耗近十年增長(zhǎng)速度 1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位 世界能源消耗的燃料份額化石燃料（石油、煤、天然氣）仍然是世界的主要能源來(lái)源，三者在世界能源消耗中的比例一直在85%左右 1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位 中國(guó)能源消費(fèi)與世界相比的特殊性：基數(shù)大，增長(zhǎng)速度快；煤炭占絕

3、對(duì)地位 1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位 2017年中國(guó)初級(jí)能源消費(fèi)量達(dá)到31.32億噸油當(dāng)量，占全球初級(jí)能源消費(fèi)量的23.2%，比第二位美國(guó)（占比16.5%）高出6.7%。2006-2016十年間中國(guó)的能源消費(fèi)平均增長(zhǎng)率（4.4%）遠(yuǎn)高于全球的能源消費(fèi)平均增長(zhǎng)率（1.7%）。2017年，中國(guó)的煤炭消費(fèi)量占世界50.7%，達(dá)18.93億噸油當(dāng)量（其中進(jìn)口比例7.68%）；石油消費(fèi)量占世界13.2%（世界第二），達(dá)6.08億噸（其中進(jìn)口比例68.5%）；天然氣消費(fèi)量占世界6.6%（世界第三），達(dá)2404億立方米（其中進(jìn)口比例46.6%）。 1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位 中國(guó)能源消費(fèi)與世界相比的特殊性：基

4、數(shù)大，增長(zhǎng)速度快；煤炭占絕對(duì)地位。1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位第一章 緒論1.2煤化工的發(fā)展歷程1.3煤化工的范疇我國(guó)是世界上最早采煤和用煤的國(guó)家。在西漢（公元前206年公元25年）的煉鐵遺址中，已發(fā)現(xiàn)用煤及煤餅煉鐵的痕跡。明朝（13861663年）已對(duì)煤的外形、性質(zhì)、分類、產(chǎn)地、用途等作了精辟的分析和論述。世界范圍內(nèi)，煤化工的發(fā)展是在十八世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命之后。生產(chǎn)機(jī)器對(duì)鋼鐵的需求促進(jìn)了煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展，19世紀(jì)70年代德國(guó)開始建成有化學(xué)產(chǎn)品回收的煉焦化學(xué)廠。中國(guó)是在1925年在石家莊建成第一座煉焦化學(xué)廠。1792年William Murdock發(fā)明煤氣照明后，1810年英國(guó)國(guó)會(huì)立法，組成法

5、定的公司給倫敦供應(yīng)煤氣，導(dǎo)致開始建立煤氣制造工業(yè)。1920-1930年間，煤的低溫干餾發(fā)展很快，所得半焦用作民用無(wú)煙燃料，低溫干餾焦油進(jìn)一步加氫生產(chǎn)液體燃料。1934年中國(guó)在上海建成立式爐和增熱水煤氣爐的煤氣廠，生產(chǎn)城市煤氣。1.2煤化工的發(fā)展歷程1913年以后是世界煤化工發(fā)展的鼎盛時(shí)期，德國(guó)的伯吉烏斯（Bergius）發(fā)明煤的直接高壓加氫液化，1927年在德國(guó)Leuna建廠，規(guī)模10萬(wàn)t/a，榮獲1931年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1923年德國(guó)的費(fèi)舍爾（Fishcher）和特洛勃（Tropsch）發(fā)現(xiàn)CO和H2在固體催化劑作用下可以生成不同鏈長(zhǎng)（C1C25）的烴類和含氧化合物，1936年在魯爾化學(xué)公

6、司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化， F-T合成由此得名。第二次世界大戰(zhàn)末期，德國(guó)用加氫液化和F-T合成等煤化工方法生產(chǎn)液體燃料達(dá)到每年四百多萬(wàn)噸。第二次世界大戰(zhàn)以后，由于中東及世界各地廉價(jià)石油和天然氣的大量開發(fā)與應(yīng)用，石油化工和高分子化工迅猛發(fā)展，除了煤焦化工業(yè)外，煤化工的研究和發(fā)展幾乎停滯不前，煤在世界能源構(gòu)成中的比例由6570%降至2527%。1.2煤化工的發(fā)展歷程從2002年開始，中國(guó)利用自有技術(shù)陸續(xù)建設(shè)投產(chǎn)了三套費(fèi)托合成工業(yè)化示范裝置（16-18萬(wàn)噸/年），一套煤直接液化工業(yè)化示范裝置，數(shù)套煤經(jīng)甲醇制烯烴和煤制乙二醇裝置等，拉開了現(xiàn)代煤化工建設(shè)的大幕。截至2016年，我國(guó)已投運(yùn)的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目共30多個(gè)，

7、總投資近3000億元，包括：4個(gè)煤制油項(xiàng)目，合計(jì)產(chǎn)能5.56106 t /a；3條煤制天然氣生產(chǎn)線，合計(jì)建成產(chǎn)能3.105109 Nm3/a；6個(gè)煤經(jīng)甲醇制烯烴項(xiàng)目，烯烴產(chǎn)能合計(jì)3.46106 t /a(不含其它來(lái)源甲醇制烯烴產(chǎn)能)；12個(gè)煤氣化經(jīng)草酸酯路線制取乙二醇項(xiàng)目，產(chǎn)能合計(jì)2.12106 t /a。項(xiàng)目主要分布在內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、新疆、山西等煤炭資源相對(duì)豐富地區(qū)，初步形成了內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、寧夏寧東、新疆準(zhǔn)東、新疆伊犁等大型現(xiàn)代煤化工基地，使煤化工產(chǎn)品發(fā)展成為石油化工產(chǎn)品的有益補(bǔ)充，加強(qiáng)了中國(guó)的能源安全與化工產(chǎn)品安全。中國(guó)特殊性-現(xiàn)代煤化工1.2煤化工的發(fā)展歷程1.1煤在社會(huì)

8、發(fā)展中的地位第一章 緒論1.2煤化工的發(fā)展歷程1.3煤化工的范疇煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程。在中國(guó)的學(xué)科分類中，把消耗煤炭最多的燃煤鍋爐蒸汽發(fā)電及供熱歸于熱能工程學(xué)科。在中國(guó)，煤化工所利用的煤炭量大約占到煤炭總消費(fèi)量的不到20%，而其中15%左右是用于焦化工業(yè)。從煤加工過(guò)程看，煤化工包括煤的干餾生產(chǎn)固體產(chǎn)品（包括高溫?zé)捊购偷蜏馗绅s生產(chǎn)半焦）、氣化、液化以及生產(chǎn)各種化學(xué)品等。1.3煤化工的范疇煤氣化煤氣凈化液化油合成氣汽油、柴油、航空煤油、化學(xué)品等烯烴氨、尿素甲醇液體燃料、化學(xué)品汽油氨合成甲醇合成FT合成冶金焦、氣化焦等MTO焦炭高溫煤焦油焦?fàn)t

9、煤氣二甲醚MTG直接液化加氫精制焦化精制萘、酚、洗油、蒽、瀝青等苯、甲苯、二甲苯等凈煤氣城市煤氣、甲醇、LNG、氨分離凈化無(wú)煙燃料、還原劑、氣化原料半焦低溫煤焦油煤氣精制液體燃料、酚等燃料氣凈化低溫干餾褐煤蠟、活性炭、碳分子篩等其它加工甲烷合成乙二醇煤化工分類及產(chǎn)品示意圖草酸酯合成法為什么中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭比例很高？今后如何發(fā)展？煤化工的范疇包括那些內(nèi)容？你具體了解其中的哪一部分內(nèi)容？結(jié)合上網(wǎng)查詢?cè)敿?xì)了解并給別人講述。為何現(xiàn)代煤化工技術(shù)在中國(guó)得到大力的發(fā)展？思考一下煤炭消費(fèi)比例高會(huì)給中國(guó)帶來(lái)哪些負(fù)面的影響。本章思考題：END第二章 煤的低溫干餾2.1概述第二章 煤的低溫干餾2.2低溫干餾過(guò)

10、程及產(chǎn)品2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素2.4低溫干餾爐型2.5低溫干餾工藝 2.1 概述-干餾隔絕空氣氣體產(chǎn)物：煤氣液體產(chǎn)物：焦油固體產(chǎn)物：半焦或焦炭煤低溫干餾500600 oC中溫干餾600900 oC 高溫干餾9001100 oC 加熱終溫焦炭 2.1 概述-低溫干餾500-600 oC隔絕空氣氣體產(chǎn)物：煤氣液體產(chǎn)物：低溫焦油固體產(chǎn)物：半焦低階煤適宜煤種：褐煤、長(zhǎng)焰煤、高揮發(fā)分不黏煤以及其它低階煤產(chǎn)品：半焦、低溫焦油、煤氣工藝特點(diǎn)：熱加工過(guò)程常壓生產(chǎn)、不需加氫和氧實(shí)現(xiàn)煤的部分氣化和液化工藝簡(jiǎn)單、操作條件溫和可實(shí)現(xiàn)煤分級(jí)、梯級(jí)轉(zhuǎn)化利用回轉(zhuǎn)爐低溫干餾工藝流程圖 2.1 概述-發(fā)展19世紀(jì)燈油和蠟2

11、0世紀(jì)40年代焦油汽油和柴油20世紀(jì)70年代石油危機(jī)再度研究獨(dú)立低溫干餾得到氣、油和焦等產(chǎn)品以熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)得到熱、電及化工產(chǎn)品2.1概述第二章 煤的低溫干餾2.2低溫干餾過(guò)程及產(chǎn)品2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素2.4低溫干餾爐型2.5低溫干餾工藝 2.2低溫干餾過(guò)程及產(chǎn)品-干餾過(guò)程0100200300400500600溫度析出焦油析出不可凝氣H2CO揮發(fā)相變化三個(gè)階段： 干燥脫氣 產(chǎn)品形成 二次脫氣脫水脫氣收縮形成裂紋 600干煤膠質(zhì)體（有/無(wú)）半焦焦炭熔融、流動(dòng)、膨脹（有/無(wú)）固相變化 2.2.1 煤低溫干餾過(guò)程第一階段（室溫300 ）：煤干燥、脫吸階段，煤沒(méi)有發(fā)生外形上的變化。120 C

12、前低階煤主要進(jìn)行脫水干燥120-200 C 脫氣（主要脫除煤吸附和孔隙中封閉的二氧化碳、甲烷和氮?dú)獾龋?00 C以上低階煤發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成二氧化碳、熱解水及微量焦油。第二階段（300600 ）：以煤熱分解為主，生成產(chǎn)品。對(duì)低變質(zhì)煤而言，這一階段不產(chǎn)生膠質(zhì)體或產(chǎn)出量很少，不會(huì)產(chǎn)生熔融、膨脹等現(xiàn)象，熱解前后煤粒仍然呈分離狀態(tài)。過(guò)程以裂解反應(yīng)為主。主要包括不穩(wěn)定橋鍵斷裂生成自由基碎片、脂肪橋鏈?zhǔn)軣崃呀馍蓺鈶B(tài)烴以及含氧官能團(tuán)、煤中以脂肪結(jié)構(gòu)為主的低分子化合物的裂解。450 C前后焦油的產(chǎn)出量最大，氣體在450600 C析出量最多，半焦在500600 C形成。 2.2.1 煤低溫干餾過(guò)程第三階段（6

13、00 ）：以縮聚反應(yīng)為主，半焦收縮穩(wěn)定。半焦的揮發(fā)分進(jìn)一步降低，產(chǎn)生裂紋。芳香結(jié)構(gòu)脫氫產(chǎn)生的揮發(fā)分主要是煤氣（其組成為氫氣和甲烷，且其中氫氣含量上升，甲烷含量下降），基本不產(chǎn)生焦油。 2.2.1 煤低溫干餾過(guò)程2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品500-600 oC隔絕空氣煤氣 (80200m3/t)低溫焦油 (625%)半焦 (5070%)低階煤半焦煤氣2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-煤氣密度： 0.9-1.2kg/m3 成分及性質(zhì):甲烷及其他烴類、氫氣、一氧化碳等；組成及熱值因原料煤性質(zhì)和工藝有較大差異不同低溫干餾工藝所產(chǎn)煤氣組成及熱值2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-煤氣用途：作為工業(yè)燃料

14、氣用于冶金、建筑行業(yè)等的加熱爐，供燃?xì)鈿廨啓C(jī)發(fā)電、焦?fàn)t、熱解爐等用；利用其中的一氧化碳、氫氣和烴類氣體，作為合成氣用于化學(xué)工業(yè)；可用作中小城市及礦區(qū)民用。作為民用時(shí)，熱值高的煤氣更有利。2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-低溫煤焦油物理性質(zhì)：黑褐色液體，密度小于g/cm3，閃點(diǎn)為100對(duì)光和熱不穩(wěn)定，在儲(chǔ)存過(guò)程中由于光以及空氣中氧的作用使焦油的黏度增加，顏色變深，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)成分增加，遇熱易于分解。相較于高溫煤焦油，低溫煤焦油密度小，相對(duì)分子質(zhì)量較低，H/C比較高，芳烴含量低，而脂肪烴、環(huán)烷烴以及酚類化合物含量高。 2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品用途：發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，生產(chǎn)酚類和烴類；提取的酚可用于生產(chǎn)塑料、合成纖

15、維、醫(yī)藥等產(chǎn)品；褐煤焦油中含大量蠟類是生產(chǎn)表面活性劑和洗滌劑的原料。成分：烷烴（2%-10%）、烯烴（3%-5%）、芳烴（15%-25%）、環(huán)烷烴（可達(dá)10%左右）、酚類化合物（可達(dá)35%左右）、中性含氧化合物（20%-25%）、中性含氮化合物（2%-3%）、有機(jī)堿（1%-2%）和瀝青（可達(dá)10%左右）組成變化較大，不僅隨干餾煤種的性質(zhì)變化，而且與干餾條件、儲(chǔ)存條件有較大關(guān)系。 2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-半焦性質(zhì):孔隙率： 3050 %反應(yīng)性：比高溫焦炭高比電阻：比高溫焦炭高機(jī)械強(qiáng)度： 低于高溫焦炭 不同類型半焦和焦炭性質(zhì)2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-半焦應(yīng)用：做優(yōu)質(zhì)的民用和動(dòng)力燃料無(wú)煙、無(wú)焦油、

16、反應(yīng)性好、熱效率高、有一定塊度鐵合金的優(yōu)良炭料比電阻高冶金型焦中間產(chǎn)品，粉礦燒結(jié)，高爐煉鐵的噴吹料2.2.2 低溫干餾產(chǎn)品-半焦半焦產(chǎn)業(yè)集中在低變質(zhì)煙煤儲(chǔ)量較大晉陜蒙寧地區(qū)（當(dāng)?shù)厮追Q蘭炭）。該地區(qū)優(yōu)良煤質(zhì)生產(chǎn)的半焦品質(zhì)好。固定碳高、電阻率高、灰份低、硫含量低、磷含量低價(jià)格低廉新型炭素材料，開發(fā)更高效的利用方式2.1概述第二章 煤的低溫干餾2.2低溫干餾過(guò)程及產(chǎn)品2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素2.4低溫干餾爐型2.5低溫干餾工藝2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素影響因素煤性質(zhì)操作條件原料煤：褐煤、長(zhǎng)焰煤、弱粘煤顯微組分：鏡質(zhì)組、穩(wěn)定組、絲質(zhì)組粒度加熱終溫加熱速度壓力停留時(shí)間（外因）（內(nèi)因）產(chǎn)率&性質(zhì)煤氣低溫

17、焦油半焦熱解氣氛2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤種低階煤熱解時(shí)煤氣、焦油和熱解水產(chǎn)率高，但沒(méi)有黏結(jié)性（或很小的黏結(jié)性），不能結(jié)成塊狀焦炭；中等變質(zhì)程度煙煤，熱解時(shí)煤氣、焦油產(chǎn)率較高，而熱解水少，黏結(jié)性強(qiáng)，能形成強(qiáng)度高的焦炭；煤化程度高的煤（貧煤以上），熱解時(shí)煤氣量少，基本沒(méi)有焦油，也沒(méi)有黏結(jié)性，生成大量焦粉（脫氣干煤粉）。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤種不同煤低溫干餾試驗(yàn)的產(chǎn)品產(chǎn)率焦油產(chǎn)率隨煤中氫含量的增加而升高。熱解生成水量與煤中氧含量有關(guān)，隨著煤的變質(zhì)程度增高其量減少。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤種原料煤影響半焦的組成先鋒煤的揮發(fā)分高，灰分低，致使其半焦產(chǎn)率低、煤氣

18、和焦油產(chǎn)率高，半焦灰分低；靈武煤的揮發(fā)分低，灰分高，致使其半焦產(chǎn)率高，煤氣和焦油產(chǎn)率低，半焦灰分高；東勝煤介于前二者之間。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤種原料煤影響低溫焦油的組成和分布不同煤所得一次焦油的組成低溫干餾溫度為600 oC左右，所得焦油是煤的一次熱解產(chǎn)物，稱一次焦油。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-原料煤原料煤影響煤氣的組成和性質(zhì)氨和硫化氫含量與煤中氨和硫的含量和形態(tài)有關(guān)， 400 oC前，黃鐵礦分解生成硫化氫，溫度升高后，硫化氫主要來(lái)自有機(jī)硫的熱解作用。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤化度腐泥煤一次熱解焦油密度為0.85-0.97 g/cm3，腐殖煤的密度為0.

19、85-1.08 g/cm3；腐泥煤一次熱解焦油中組分主要是直鏈烷烴和環(huán)烷烴，可達(dá)90%。腐泥煤熱解煤氣中甲烷及其同系物可達(dá)40%，煤氣低熱值為22-23MJ/m3.腐泥煤是由低等植物殘骸生成的煤；腐殖煤是由高等植物殘骸生成的煤，包括泥炭、褐煤煙煤和無(wú)煙煤，分布最廣，儲(chǔ)量最大。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤巖組分不同煤巖顯微組分熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率不同從宏觀煤巖成分來(lái)看，暗煤的焦油產(chǎn)率最高，亮煤、鏡煤次之，絲炭的焦油產(chǎn)率最低。鏡煤的半焦產(chǎn)率最低，絲炭的半焦產(chǎn)率最高2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤粒度不同的低溫干餾爐型及工藝對(duì)煤粒度要求不同我國(guó)陜北生產(chǎn)半焦的SJ型系列內(nèi)熱式直立爐采用的是2

20、0-80mm的塊煤大連理工大學(xué)固體熱載體干餾工藝采用的是6mm以下的粉煤。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-煤性質(zhì)-煤粒度傳熱傳質(zhì)內(nèi)外溫差焦油二次裂解粒度大粒度小焦油產(chǎn)率低焦油產(chǎn)率高焦油中夾帶的粉塵增多2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-加熱終溫溫度越高，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）越少隨著熱解最終溫度的升高，固體焦和焦油產(chǎn)率下降，煤氣產(chǎn)率增加煤氣中氫含量增加，而烴類減少，因此其熱值降低焦油中芳烴和瀝青增加，酚類和脂肪烴含量降低煤中有機(jī)質(zhì)開始分解溫度2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-加熱終溫不同加熱終溫下干餾產(chǎn)品的產(chǎn)率與性質(zhì)2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-

21、加熱終溫溫度不僅影響生成初級(jí)分解產(chǎn)物的反應(yīng)，而且影響生成揮發(fā)分的二次反應(yīng)。在不存在二次反應(yīng)的情況下，某一揮發(fā)性組分的產(chǎn)率隨溫度的升高而單一增加。當(dāng)煤料溫度高于600 oC，半焦有進(jìn)一步焦化的趨勢(shì)，半焦和焦油產(chǎn)率降低，煤氣產(chǎn)率增加且其中氫氣含量增加。實(shí)際生產(chǎn)中，存在大量二次反應(yīng)，導(dǎo)致焦油發(fā)生裂解和再聚合反應(yīng)。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-加熱終溫泰國(guó)褐煤熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分析實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，煤在工業(yè)生產(chǎn)爐中熱加工時(shí)，一次熱解產(chǎn)物在出爐過(guò)程中經(jīng)過(guò)較高溫度的料層、爐空間或爐墻，其溫度高于受熱的煤料，發(fā)生二次熱解。因而，隨溫度升高，煤氣產(chǎn)率增加而焦油和半焦產(chǎn)率降低。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條

22、件-加熱速度根據(jù)煤的升溫速度，一般可將熱解分為四類：慢速加熱（106K/s）?，F(xiàn)有的炭化工藝大多屬慢速加熱?？焖伲航褂彤a(chǎn)率高，半焦產(chǎn)率低慢速：固體殘?jiān)a(chǎn)率高提高煤的加熱速度：半焦產(chǎn)率降低， 焦油產(chǎn)率上升，煤氣產(chǎn)率稍有降低。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-加熱速度在慢速加熱時(shí)，加熱速度對(duì)低溫干餾產(chǎn)品產(chǎn)率和組成也有影響，加熱速度快時(shí)，焦油產(chǎn)率高，但焦油中的重質(zhì)組分明顯增加。氣煤在不同加熱速度下進(jìn)行低溫干餾2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-熱解氣氛某煙煤在惰性氣氛與氫氣氣氛下熱解比較快速加氫熱解能增加焦油的收率和揮發(fā)分的產(chǎn)率。加氫熱解時(shí)，所得氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)率增加。煤在氫氣氣氛下熱解使熱解產(chǎn)生

23、的焦油碎片能及時(shí)與氫結(jié)合形成穩(wěn)定的焦油分子，從而增加焦油收率，從煤中獲取更多的液體燃料和化工原料。2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-壓力壓力對(duì)熱解的影響一般認(rèn)為是由于二次反應(yīng)造成的。壓力的提高使產(chǎn)物的逸出受阻，使產(chǎn)物特別是焦油經(jīng)歷更為復(fù)雜的二次反應(yīng)；一般情況下，壓力增大焦油產(chǎn)率減少，半焦和氣態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率增加；壓力增加不僅半焦產(chǎn)率增多，而且其強(qiáng)度也提高，原因是揮發(fā)物析出困難使液相產(chǎn)物之間作用加強(qiáng)，促進(jìn)了熱縮聚反應(yīng)。壓力對(duì)低溫干餾產(chǎn)物產(chǎn)率影響2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素-操作條件-停留時(shí)間延長(zhǎng)停留時(shí)間和增加熱解壓力實(shí)際上都是由于焦油組分進(jìn)一步發(fā)生二次反應(yīng)造成的。停留時(shí)間增加，將促進(jìn)芳烴的縮聚，半焦

24、中殘留的揮發(fā)分減少，H/C下降。同時(shí)加強(qiáng)了熱解揮發(fā)分，特別是焦油的二次熱解，因此直接影響炭化過(guò)程和熱解產(chǎn)品的產(chǎn)率和組成。2.1概述第二章 煤的低溫干餾2.2低溫干餾過(guò)程及產(chǎn)品2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素2.4低溫干餾爐型2.5低溫干餾工藝2.4 低溫干餾爐型干餾爐是煤低溫干餾生產(chǎn)的主要設(shè)備要求：在運(yùn)行中應(yīng)保證過(guò)程效率高，操作方便可靠，對(duì)干餾物料加熱均勻，導(dǎo)出的揮發(fā)物二次熱解作用小，且易于控制干餾過(guò)程。所需原料煤具有適應(yīng)性廣，顆粒尺寸范圍大。分類：根據(jù)供熱方式不同，一般可分為外熱式和內(nèi)熱式干餾爐。2.4 低溫干餾爐型外熱式氣體熱載體固體熱載體煤半焦熱量熱量煤半焦油氣半焦熱灰煤油氣2.4 低溫干餾爐

25、型外熱式干餾爐有燃燒室，提供熱量煤氣可燃燒組分含量高、煤氣熱值高，噸煤產(chǎn)氣量大主要問(wèn)題是半焦質(zhì)量不均，焦油二次熱解嚴(yán)重內(nèi)熱式干餾爐沒(méi)有加熱的燃燒室或火道，沒(méi)有復(fù)雜的加熱調(diào)節(jié)設(shè)備熱載體向煤料直接傳熱，熱效率高，耗熱量低；加熱均勻，消除了部分料塊過(guò)熱現(xiàn)象2.4 低溫干餾爐型氣體熱載體是指用煤熱解爐氣燃燒后的高溫?zé)煔鈱⒚簾峤?以對(duì)流傳熱為主導(dǎo)進(jìn)行干餾炭化，炭化周期短，產(chǎn)焦能力大氣體熱載體稀釋了干餾氣態(tài)產(chǎn)物，煤氣熱值降低煤氣體積量增大，增大了處理設(shè)備的容積和輸送動(dòng)力。要求原料煤的粒度為2080mm，且不適合處理粘結(jié)性較高的煤內(nèi)熱式干餾爐固體熱載體是利用高溫半焦或其它的顯熱將煤熱解避免了煤熱解析出的揮發(fā)

26、物被煙氣稀釋降低了冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷2.4 低溫干餾爐型-外熱式伍德爐1一煤倉(cāng)；2輔助煤箱；3炭化室；4一排焦箱；5焦炭運(yùn)轉(zhuǎn)車6廢熱鍋爐；7加焦斗；8發(fā)生爐；9一煙囪考伯斯?fàn)t1干餾室；2上部蓄熱室；3下部蓄熱室；4煤槽；5焦炭槽; 6加熱煤氣管外熱式復(fù)熱式兩種爐型都曾被我國(guó)引進(jìn)用于生產(chǎn)城市煤氣2.4 低溫干餾爐型-內(nèi)熱式魯奇三段爐1來(lái)煤；2加煤車；3煤槽；4干燥段；5通道；6低溫干餾段；7冷卻段；8出焦機(jī)構(gòu)；9焦炭閘門；10膠帶運(yùn)輸機(jī)；11干燥段吹風(fēng)機(jī)12干燥段燃燒爐；13干燥段排氣煙囪；14干燥段燃燒爐；15干燥段出口煤氣管；16回爐煤氣管；17冷卻煤氣吹風(fēng)干燥段干餾段冷卻段煤半焦一臺(tái)處理褐煤型

27、煤300500 t/d 的魯奇三段爐，可得型焦150250 t/d；焦油1060 t/d；剩余煤氣180220m3/t煤。2.4 低溫干餾爐型-內(nèi)熱式魯奇三段爐1來(lái)煤；2加煤車；3煤槽；4干燥段；5通道；6低溫干餾段；7冷卻段；8出焦機(jī)構(gòu)；9焦炭閘門；10膠帶運(yùn)輸機(jī)；11干燥段吹風(fēng)機(jī)12干燥段燃燒爐；13干燥段排氣煙囪；14干燥段燃燒爐；15干燥段出口煤氣管；16回爐煤氣管；17冷卻煤氣吹風(fēng)該爐型不足在于：對(duì)原料煤的粒度和煤質(zhì)要求高，單臺(tái)處理能力??；采用濕法熄焦，環(huán)保性差，且半焦須重新干燥；煤氣中含氮?dú)饬扛?，熱值低。熱載氣體向煤料直接傳熱，熱效率高，低溫干餾耗熱量低所有裝入料在干餾不同階段加熱

28、均勻，消除了部分料塊過(guò)熱現(xiàn)象沒(méi)有加熱的燃燒室或火道，簡(jiǎn)化了干餾爐結(jié)構(gòu)，沒(méi)有復(fù)雜的加熱調(diào)節(jié)設(shè)備。2.4 低溫干餾爐型-內(nèi)熱式載流床低溫干餾爐是以熱廢氣作載熱體，煤粒在載流管中被載氣攜帶、載流，同時(shí)強(qiáng)烈受熱，形成半焦和熱廢氣一起離開載流管，經(jīng)分離設(shè)備分離。固體載熱體載流干餾爐氣體載熱體載流干餾爐2.5 低溫干餾工藝相比于外熱式低溫干餾工藝，內(nèi)熱式低溫干餾工藝的熱效率更高處理量更大，近年來(lái)得到了較為廣泛的發(fā)展。進(jìn)料狀態(tài)塊煤、型煤和粉煤煤料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)固定床、移動(dòng)床、流化床和載流床干餾物料出入方式連續(xù)式和間歇式加熱方式外熱式和內(nèi)熱式2.5 低溫干餾工藝-氣體熱載體技術(shù)定義：以燃燒熱煙氣或其它熱氣體為熱載體

29、，熱載體氣體直接將熱量傳遞給煤料發(fā)生熱解反應(yīng)，反應(yīng)后熱載體氣體與氣體產(chǎn)物一起流出送往煤氣凈化和焦油回收系統(tǒng)。優(yōu)缺點(diǎn)：煤料處理量大，煤料傳熱均勻，可用于獲取優(yōu)質(zhì)半焦；煤氣中含有較多的惰性組分，降低了煤氣質(zhì)量，且增加了后續(xù)粗煤氣分離凈化設(shè)備的負(fù)荷。成型技術(shù)：美國(guó)的COED低溫?zé)峤饧夹g(shù)和我國(guó)的SJ型系列內(nèi)熱式直立爐干餾工藝等。2.4 低溫干餾工藝-SJ型系列內(nèi)熱式直立爐干餾工藝焦油原料煤: 20-80 mm，不適合粘結(jié)性較高的煤。干餾方爐：基于魯奇三段爐；大空腔結(jié)構(gòu)工藝組成：備煤工段、炭化工段、篩焦工段、煤氣凈化工段和污水處理工段2.5 低溫干餾工藝-固體熱載體技術(shù)定義：在反應(yīng)器內(nèi)將熱載體與煤料進(jìn)行

30、直接混合，熱載體將自身的熱量傳遞給煤料發(fā)生熱解反應(yīng)。常用的熱載體有半焦、熱灰、瓷球、砂子等。優(yōu)缺點(diǎn)：加熱速度快，載體與干餾氣態(tài)產(chǎn)物分離容易，單元設(shè)備生產(chǎn)能力大，焦油產(chǎn)率高，煤氣熱值高，并適合粉煤干餾；存在焦油中粉塵不易脫除，從而造成管道堵塞的問(wèn)題。成型技術(shù)：最早是由美國(guó)Garrett公司在70年代提出的，目前美國(guó)油頁(yè)巖公司、德國(guó)魯奇和魯爾公司和我國(guó)的大連理工大學(xué)等均開發(fā)出自主的固體熱載體低溫干餾技術(shù)。移動(dòng)床熱解（500-600）半焦自燒高溫半焦熱載體原料煤: 0-6 mm干燥2.5 低溫干餾工藝-大連理工大學(xué)固體熱載體干餾工藝適用于褐煤和油頁(yè)巖等快速熱解，煤焦油產(chǎn)率較高褐煤熱解焦油富含酚類化合

31、物2.5 低溫干餾工藝-以熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)工藝定義：主要集成了熱解、燃燒和熱電生產(chǎn)單元，可以為城鎮(zhèn)提供煤氣，蒸汽和電力，也有在以上聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上利用熱解氣進(jìn)一步合成甲醇等下游化學(xué)品。優(yōu)缺點(diǎn)：得到高熱值的半焦用于發(fā)電，同時(shí)又可以得到大量的焦油產(chǎn)品和煤氣；所得焦油品質(zhì)差等問(wèn)題，所得產(chǎn)品焦油中含有較多的灰和水。成型技術(shù)：主要有以流化床煤熱解為基礎(chǔ)以及移動(dòng)床煤熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等，包括ZDL工藝和BJY工藝等。褐煤至弱粘結(jié)煙煤(08 mm)流化床熱解（550-700）+提升管燃燒 (鍋爐)流化床產(chǎn)生煤氣、焦油及半焦；鍋爐產(chǎn)生蒸汽用于供熱及發(fā)電，并為流化床熱解爐提供熱載體煤灰熱載體流化床熱解聯(lián)產(chǎn)

32、工藝2.5 低溫干餾工藝-ZDL工藝在煤燃燒之前，先低溫?zé)峤馍a(chǎn)煤氣和焦油，產(chǎn)生的半焦通過(guò)燃燒再去供熱和發(fā)電，灰渣還可綜合利用，從而實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)轉(zhuǎn)化利用。設(shè)計(jì)采用雙循環(huán)回路，既可實(shí)現(xiàn)熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行，也可實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐獨(dú)立運(yùn)行。煤低溫干餾工藝未來(lái)發(fā)展產(chǎn)品深加工焦油煤氣半焦?fàn)t型原料煤適應(yīng)性好設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝能耗低污染排放少產(chǎn)品質(zhì)量高多聯(lián)產(chǎn)耦合電力熱-電-氣-油多聯(lián)產(chǎn)思考題了解我國(guó)低階煤資源的分布特點(diǎn)及利用情況。我國(guó)煤低溫干餾產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何？今后該如何發(fā)展？查閱相關(guān)資料，了解如何對(duì)煤低溫干餾產(chǎn)品進(jìn)行深加工，以提高其利用價(jià)值。結(jié)合煤低溫干餾的影響因素，試闡述如何調(diào)控低溫干餾產(chǎn)品的產(chǎn)率與組成？結(jié)

33、合具體爐型，簡(jiǎn)述外熱式與內(nèi)熱式干餾爐的特點(diǎn)與區(qū)別。結(jié)合具體干餾工藝，比較氣體熱載體與固體熱載體低溫干餾工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)自主學(xué)習(xí)，了解國(guó)內(nèi)外其他主流的煤低溫干餾的工藝，概括這些工藝對(duì)原料的要求，各自的工藝特點(diǎn)及存在問(wèn)題。END第三章 煤的焦化3.1概述第三章 煤的焦化3.2煤的成焦過(guò)程及原理3.3現(xiàn)代焦化廠煉焦工藝3.4焦 爐3.6焦炭的種類及性質(zhì)3.5焦?fàn)t加熱3.7煉焦技術(shù)的發(fā)展與展望3.1概述第三章 煤的焦化3.2煤的成焦過(guò)程及原理3.3現(xiàn)代焦化廠煉焦工藝3.4焦 爐3.6焦炭的種類及性質(zhì)3.5焦?fàn)t加熱3.7煉焦技術(shù)的發(fā)展與展望 3.1 概述 3.1 概述 3.1 概述 3.1 概述粉碎接

34、收儲(chǔ)存倒運(yùn)配合初冷輸送電捕來(lái)煤炭化冷卻氣液分離脫氨脫硫出焦氨水中間槽油水渣分離硫磺粗苯硫銨焦油熄焦篩焦生化蒸氨終冷脫苯焦油中間槽凈煤氣焦油渣焦炭生化水焦化工藝流程圖液氣備煤車間煉焦車間化產(chǎn)車間生化車間 3.1 概述 3.1 概述 將按比例配合好并粉碎到一定粒度的幾種煤裝到焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到950-1050左右生產(chǎn)焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和煤氣的過(guò)程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊梗?jiǎn)稱煉焦。 3.1 概述煉焦?fàn)t的歷史進(jìn)展可分為以下幾個(gè)階段：(1)成堆、窯式，將煤置于地上或地下窯中，依靠干餾產(chǎn)生的煤氣和部分煤的直接燃燒產(chǎn)生熱量來(lái)煉焦。成堆干餾 3.1 概述(2)倒焰式，煤成焦過(guò)程中炭化室與加熱燃燒室分開，炭化室產(chǎn)

35、生的荒煤氣用于燃燒室燃燒，沒(méi)有化學(xué)產(chǎn)品回收，現(xiàn)在世界上仍然有一部分此焦?fàn)t，將燃燒廢氣的熱量進(jìn)行回收，稱作熱回收焦?fàn)t。倒焰式示意圖 3.1 概述(3)廢熱式，炭化室荒煤氣先經(jīng)過(guò)回收設(shè)備回收焦油和煤氣產(chǎn)品，凈化后煤氣再給燃燒室燃燒，產(chǎn)生的高溫廢氣直接從煙囪排出。(4)蓄熱式，炭化室荒煤氣先經(jīng)過(guò)回收設(shè)備回收焦油和煤氣產(chǎn)品，凈化后煤氣再給燃燒室燃燒，燃燒完的高溫?zé)煔饨?jīng)蓄熱室后從煙囪排出，蓄熱室蓄存的熱量用來(lái)預(yù)熱進(jìn)入燃燒室的空氣和煤氣等。1884年世界上建成第一座蓄熱式焦?fàn)t，發(fā)展至今。 3.1 概述發(fā)展現(xiàn)狀： 中國(guó)焦炭產(chǎn)量從2011年以來(lái)一直占到世界焦炭產(chǎn)量的67%左右。2016年世界焦炭產(chǎn)量64910

36、萬(wàn)噸，中國(guó)產(chǎn)量達(dá)到44911萬(wàn)噸，占世界產(chǎn)量的69%。截至2016年底，中國(guó)焦炭總產(chǎn)能達(dá)到6.87億噸，焦化企業(yè)平均產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到114萬(wàn)噸。3.1概述第三章 煤的焦化3.2煤的成焦過(guò)程及原理3.3現(xiàn)代焦化廠煉焦工藝3.4焦 爐3.6焦炭的種類及性質(zhì)3.5焦?fàn)t加熱3.7煉焦技術(shù)的發(fā)展與展望 3.2.1 煤在煉焦過(guò)程中發(fā)生的變化 煤在隔絕空氣下加熱即煉焦過(guò)程中，煤中的有機(jī)質(zhì)隨著溫度的升高發(fā)生一系列不可逆的化學(xué)、物理和物理化學(xué)變化，形成氣態(tài)（煤氣），液態(tài)（焦油）和固態(tài)（焦炭）產(chǎn)物。圖3-1 典型煙煤受熱發(fā)生的變化過(guò)程 3.2.1 煤在煉焦過(guò)程中發(fā)生的變化煤熱解過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：第一階段（室溫3

37、00 ）：煤干燥、脫吸階段，煤沒(méi)有發(fā)生外形上的變化。 120前，煤脫水干燥； 120200，煤釋放出吸附在毛隙孔中的氣體，如CH4、CO2、CO和N2等，是脫吸過(guò)程。第二階段（300600 ）：以煤熱分解、解聚為主，形成膠質(zhì)體并固化而形成半焦。 300450 ，此時(shí)煤劇烈分解，解聚，析出大量的焦油和氣體，焦油幾乎全部在這一階段析出。氣體主要是CH4及其同系物，還有H2、CO2、CO及不飽和烴等。這些氣體稱為熱解一次氣體。在450 時(shí)析出焦油量最大，在此階段由于熱解，生成氣、液（焦油）、固（尚未分解的煤粒）三相為一體的膠質(zhì)體，使煤發(fā)生了軟化、熔融、流動(dòng)和膨脹。 450600 時(shí)， 膠質(zhì)體分解、縮

38、聚、固化成半焦。 3.2.1 煤在煉焦過(guò)程中發(fā)生的變化第三階段（6001000 ）：以縮聚反應(yīng)為主，由半焦轉(zhuǎn)變成焦炭。 600750，半焦分解析出大量氣體。主要是H2和少量CH4，稱為熱解的二次氣體。一般在700 時(shí)析出的氫氣量最大，在此階段基本上不產(chǎn)生焦油。半焦因分解出氣體收縮而產(chǎn)生裂紋。 7501000 ，半焦進(jìn)一步分解，繼續(xù)析出少量氣體，主要是H2，同時(shí)分解的殘留物進(jìn)一步縮聚，芳香碳網(wǎng)不斷增大，排列規(guī)則化，半焦轉(zhuǎn)變成具有一定強(qiáng)度和塊度的焦炭。 3.2.1 煤在煉焦過(guò)程中發(fā)生的變化 具有粘結(jié)性的煤，在高溫?zé)峤鈺r(shí)，從粉煤分解開始，經(jīng)過(guò)膠質(zhì)狀態(tài)到生成半焦的過(guò)程稱為黏結(jié)過(guò)程，從粉煤開始分解到最后

39、形成焦塊的整個(gè)過(guò)程稱為結(jié)焦過(guò)程。 3.2.2 塑性成焦機(jī)理結(jié)焦過(guò)程 = 黏結(jié)過(guò)程 + 半焦收縮黏結(jié)機(jī)理：煤黏結(jié)成焦的必要條件（數(shù)量足夠、流動(dòng)性適宜和熱穩(wěn)定性好的膠質(zhì)體調(diào)節(jié)配合煤的膠質(zhì)體數(shù)量和性質(zhì)）收縮機(jī)理：由熱縮聚引起碳網(wǎng)縮合增大和由此而產(chǎn)生焦炭裂紋（決定焦炭強(qiáng)度和塊度通過(guò)配合和加入添加劑調(diào)節(jié) ） 一、煤的黏結(jié)性與結(jié)焦性3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法（一）煤的黏結(jié)性 黏結(jié)性：煙煤干餾時(shí)自身黏結(jié)或黏結(jié)外來(lái)惰性物質(zhì)的能力。 黏結(jié)性是評(píng)價(jià)煉焦用煤的一項(xiàng)主要指標(biāo)，是煤結(jié)焦的必要條件。 煉焦煤中黏結(jié)性為最好的煤：肥煤。 煤的黏結(jié)性主要評(píng)價(jià)指標(biāo)：羅加指數(shù)或坩堝膨脹序數(shù)。 一、煤的黏結(jié)性與結(jié)焦性3.

40、2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法(二）煤的結(jié)焦性 結(jié)焦性：煙煤在焦?fàn)t或模擬焦?fàn)t的煉焦條件下，形成具有一定塊度和強(qiáng)度焦炭的能力。 結(jié)焦性是評(píng)價(jià)煉焦煤的主要指標(biāo)，煉焦煤必須兼有黏結(jié)性和結(jié)焦性。 煉焦煤中結(jié)焦性為最好的煤：焦煤。 煤的結(jié)焦性主要評(píng)價(jià)指標(biāo)：焦炭的強(qiáng)度和粉焦率。各類煤的結(jié)焦特性及其在煉焦配煤中的作用如下。3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法（1）無(wú)煙煤（WY) 是變質(zhì)程度最高的煤種，特點(diǎn)是硬度高，密度大，燃點(diǎn)高，揮發(fā)分低，無(wú)黏結(jié)性，燃燒時(shí)少煙或無(wú)煙，加熱至高溫也不結(jié)成焦炭，可作為煉焦配煤中的瘦化劑少量配用。與較肥的煤配合進(jìn)行煉焦，但無(wú)煙煤須經(jīng)過(guò)細(xì)粉碎。一般不提倡將無(wú)煙煤作為煉焦配料使

41、用。（2）貧煤（PM） 屬變質(zhì)程度最高的煙煤，不黏結(jié)或微黏結(jié)，在層狀煉焦?fàn)t中不結(jié)焦。但可以作為瘦化劑少量配入，與肥煤配合煉焦，但必須細(xì)粉碎。（3）貧瘦煤（PS） 是具有一定黏結(jié)性的較高變質(zhì)程度的煙煤，結(jié)焦性比典型瘦煤稍差，但在配煤煉焦中配入一定比例時(shí)也能起到瘦化作用。各類煤的結(jié)焦特性及其在煉焦配煤中的作用如下。3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法（4）瘦煤（SM) 該煤的變質(zhì)程度高，揮發(fā)分較低，煉焦時(shí)僅能產(chǎn)生數(shù)量較少的膠質(zhì)體，能單獨(dú)結(jié)成塊度大，裂紋少、抗碎強(qiáng)度較好的焦炭，但焦炭的耐磨強(qiáng)度稍差，作為配煤使用主要起增大焦炭塊度和一定的瘦化作用。（5）焦煤（JM) 焦煤具有中等揮發(fā)分與中等膠質(zhì)層厚

42、度，加熱時(shí)能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能獲得塊度大、裂紋少，抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度很高的優(yōu)質(zhì)焦炭。（6）肥煤（FM） 中等變質(zhì)程度的煙煤，其揮發(fā)分范圍較廣，加熱時(shí)能產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體，膠質(zhì)層厚度Y25mm。肥煤一般是配煤煉焦的基礎(chǔ)煤，它可以多配用弱黏結(jié)煤或不黏結(jié)煤。各類煤的結(jié)焦特性及其在煉焦配煤中的作用如下。3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法(7) 1/3焦煤（1/3JM） 是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過(guò)渡煤種。焦炭的抗碎強(qiáng)度近于肥煤焦，耐磨性稍低于肥煤焦而明顯高于氣肥煤焦和氣煤焦。故它可單煤種煉焦供中型高爐使用，是良好的配煤煉焦的基礎(chǔ)煤之一。(8）氣肥煤（QF) 是一種揮發(fā)分和膠質(zhì)層

43、厚度都很高的強(qiáng)黏結(jié)性煉焦煤，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生大量的氣體和液體化學(xué)產(chǎn)品，焦炭的強(qiáng)度高于氣煤焦而又低于肥煤焦。它適于高溫干餾作城市煤氣的原料，也可配煤煉焦，以增加焦化廠的化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率。(9）氣煤（QM) 是一種變質(zhì)程度較低的煉焦煤，加熱時(shí)能產(chǎn)生較高的煤氣和較多其的焦油。在配煤煉焦時(shí)多配入氣煤，能增加產(chǎn)氣率和化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率，氣煤可以減緩煉焦過(guò)程中的膨脹壓力和增加焦餅收縮。各類煤的結(jié)焦特性及其在煉焦配煤中的作用如下。3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法(10） 1/2中黏煤（1/2ZN） 屬于中等黏結(jié)性的中高揮發(fā)分煙煤，得到焦炭強(qiáng)度一般都較差，粉焦率較高，故可作為配煤煉焦的原料適量配入。(11) 弱

44、黏煤（RN) 是一種黏結(jié)性較弱的從低變質(zhì)到中等變質(zhì)程度的煙煤。加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體較少，煉焦時(shí)有的能結(jié)成強(qiáng)度很差的小塊焦，粉焦率很高。有時(shí)考慮某地區(qū)的弱黏煤具有低灰低硫特點(diǎn)以及考慮降低煉焦成本時(shí)，可少量使用。(12) 不黏煤（BN) 多是在成煤初期已經(jīng)受到相當(dāng)程度氧化作用的低變質(zhì)程度到中等變質(zhì)程度的煙煤。加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體，煤的水分大，有的還含有一定量的次生腐殖酸，含氧量高，有的高達(dá)10%以上。主要作為氣化、發(fā)電用煤，也可作動(dòng)力和民用燃料，一般不作煉焦配料。各類煤的結(jié)焦特性及其在煉焦配煤中的作用如下。3.2.3 煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法(13）長(zhǎng)焰煤（CY） 是變質(zhì)程度最低的煙煤，其揮發(fā)分高達(dá)

45、37%以上，從無(wú)黏結(jié)性到弱黏結(jié)性均有。其中煤化程度較高的長(zhǎng)焰煤加熱時(shí)能產(chǎn)生數(shù)量極微的膠質(zhì)體，也能結(jié)成細(xì)小的長(zhǎng)條形焦炭，但焦炭強(qiáng)度很差，粉焦率高。在某些長(zhǎng)焰煤多的地區(qū)且煉焦配煤料較“肥”時(shí)，可少量加質(zhì)量較好的該煤種。(14)褐煤（HM） 分為透光率PM30%50%的年老褐煤和PM25mm)產(chǎn)率為94%96%，中塊焦(1025mm)占1.5%3.5%，粉焦(80mm最佳，強(qiáng)度高。 為了降低鑄造焦的氣孔率和反應(yīng)性，增大塊度，煉焦煤料中常添加無(wú)煙煤或焦粉，有時(shí)還添加石油瀝青焦，以降低鑄造焦的灰分和硫分。 (四）鐵合金焦3.6.1 焦炭的種類鐵合金焦用途 鐵合金焦是用于礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在

46、礦熱爐中作為固態(tài)還原劑參與還原反應(yīng)，反應(yīng)主要在爐子中下部的高溫區(qū)進(jìn)行。硅鐵合金生產(chǎn)對(duì)焦炭的要求 固定碳含量高，灰分低，灰中有害雜質(zhì)A12O3和P2O5等的含量要少，焦炭反應(yīng)性好，焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大，揮發(fā)分要低，有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和適宜的塊度，水分少而穩(wěn)定等。 (五）氣化焦3.6.1 焦炭的種類氣化焦用途 氣化焦是專用于生產(chǎn)煤氣的焦炭。主要用于固態(tài)排渣的固定床煤氣發(fā)生爐內(nèi)，作為氣化原料，生產(chǎn)以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化焦要求 灰分低，灰熔點(diǎn)高、塊度適當(dāng)和均勻。其一般要求如下：固定碳80%；灰分1250；揮發(fā)分35mm兩級(jí)。氣化焦一般由高揮發(fā)分的氣煤生產(chǎn)，這類焦炭氣化反應(yīng)性好，制氣效果

47、理想。 (六）電石用焦3.6.1 焦炭的種類電石焦用途 電石用焦是在生產(chǎn)電石的電弧爐中作導(dǎo)電體和發(fā)熱體用的焦炭。電石焦要求 電石用焦應(yīng)具有灰分低、反應(yīng)性高、電阻率大和粒度適中等特性，還要盡量除去粉末和降低水分。其化學(xué)成分和粒度一般應(yīng)符合如下要求：固定碳84%，灰分14%，揮發(fā)分2.0%，硫分1.5%，磷分0.04%，水分0.7，循環(huán)液中氨含量45 g/L，脫硫效率高。液氣比： 增加液氣比，使脫硫效率提高。但不宜過(guò)高，反而增加了循環(huán)泵的動(dòng)力消耗。再生空氣強(qiáng)度 空氣量為812 m3/ (kg s)，鼓風(fēng)強(qiáng)度100 m3 / ( m2 h) ，時(shí)間20 min左右。煤氣中的雜質(zhì) 煤氣焦油含量50 m

48、g/m3，萘含量 0.5 g/m3。脫硫液中鹽類的累積 生產(chǎn)中排出少量脫硫廢液兌入煉焦配煤中。 4.3.2 改良蒽醌法改良蒽醌法工藝特點(diǎn)：脫硫效率高，可達(dá)99.5%以上；對(duì)硫化氫含量不同的煤氣適應(yīng)性大；脫硫溶液無(wú)毒性；對(duì)操作溫度和壓力的適應(yīng)范圍廣；對(duì)設(shè)備腐蝕性?。凰酶碑a(chǎn)品硫磺的質(zhì)量較好。脫硫液組成： 5g/L等比例的2,6-蒽醌二磺酸鈉和2,7-蒽醌二磺酸鈉（ADA），2-3g/L的偏釩酸鈉（NaVO3），可大大提高吸收硫化氫的反應(yīng)速度和液體的硫含量，使溶液循環(huán)量和反應(yīng)槽容積大大減少；1g/L的酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6），可防止釩沉淀析出；0.4mol/L的碳酸鈉，可使脫硫液形成pH為

49、8.59.1的稀堿液。 4.3.2 改良蒽醌法在脫硫塔中的主要反應(yīng)為：在再生塔中，A.D.A.由還原態(tài)轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)，Na2CO3也得到再生：副反應(yīng)： 4.3.2 改良蒽醌法圖 4.15 改良ADA法脫硫工藝流程1-脫硫塔；2-液沫分離器；3-液封槽；4-循環(huán)槽；5-加熱器；6-再生塔；7-液位調(diào)節(jié)器；8-硫泡沫槽；9-放液器；10-真空過(guò)濾器；11-真空除沫器；12-熔硫釜；13-含ADA堿液槽；14-偏釩酸鈉溶液槽；15-吸收液高位槽；16-事故槽；17-泡沫收集槽工藝流程：脫硫塔再生塔效率高、操作穩(wěn)定硫磺堵塔ADA價(jià)格昂貴資源量少4.1煉焦化學(xué)產(chǎn)品第四章 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制4.2粗煤

50、氣的初冷及輸送4.3煤氣中硫的脫除4.4 氨的回收4.5粗苯的回收4.6粗苯的精制4.7焦油的加工4.8焦?fàn)t煤氣的利用 4.4 氨的回收氨必須回收的原因氨被終冷水吸收，在涼水架噴灑冷卻時(shí)又解吸進(jìn)入到大氣，造成污染。氨與氰化氫化合，生成溶解度高的復(fù)合物，從而加劇了腐蝕作用。煤氣中的氨在燃燒時(shí)會(huì)生成有毒的、有腐蝕的氧化氮。氨在粗苯回收中能使油和水形成穩(wěn)定的乳化液，妨礙油水分離。氨和吡啶回收的原理 水洗吸收NH3+H2O NH3H2O NH4+ + OH-在低于60時(shí)（為了減少鹽類的水解），使用硫酸或者磷酸做吸收劑。 4.4 氨的回收氨的回收方法硫酸吸氨法磷酸吸氨法噴淋式飽和器法鼓泡式飽和器法無(wú)飽和

51、器法無(wú)飽和器法無(wú)飽和器法 4.4.1 硫酸吸氨法用硫酸吸收煤氣中的氨制備硫酸銨： 2NH3+H2SO4(NH4)2SO4 當(dāng)過(guò)量的硫酸和氨作用時(shí)，會(huì)生成酸式鹽硫酸氫銨，被氨進(jìn)一步飽和后可轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜@。 2NH3+H2SO4NH4HSO4 NH4HSO4+NH3(NH4)2SO4 4.4.1 硫酸吸氨法(1) 鼓泡式飽和器法制取硫酸銨圖 4.16 鼓泡式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程1-煤氣預(yù)熱器；2-飽和器；3-除酸器；4-結(jié)晶槽；5-離心機(jī)；6-螺旋輸送機(jī)；7-沸騰干燥器；8-送風(fēng)機(jī)；9-熱風(fēng)機(jī)；10-旋風(fēng)分離器；11-排風(fēng)機(jī)；12-滿流槽；13-結(jié)晶泵；14-循環(huán)泵；15-母液貯槽；16-硫

52、酸銨貯斗；17-母液泵；18-細(xì)粒硫酸銨貯斗；19-硫酸銨包裝機(jī)；20-膠帶運(yùn)輸機(jī)；21-硫酸高置槽 4.4.1 硫酸吸氨法圖 4.17 （a）鼓泡式飽和器與（b）煤氣泡沸傘飽和器的特點(diǎn)：1.同時(shí)可進(jìn)行氨與吡啶堿的吸收及硫酸銨晶體；2.硫銨結(jié)晶。 4.4.1 硫酸吸氨法 (2) 噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨圖 4.18 噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨工藝流程1-煤氣預(yù)熱器；2-噴淋式飽和器；3-捕霧器；4-水封槽；5-母液循環(huán)泵；6-小母液循環(huán)泵；7-滿流槽；8-結(jié)晶泵；9-硫酸貯槽；10-硫酸泵；11-硫酸高位槽；12-母液貯槽；13-渣箱；14-結(jié)晶槽；15-離心機(jī)；16-皮帶輸送機(jī)；17-振動(dòng)式流

53、化床干燥器；18-尾氣引風(fēng)機(jī)；19-旋風(fēng)除塵器；20-硫酸銨儲(chǔ)斗；21-稱重包裝機(jī)；22，23-熱風(fēng)器；24，25-熱風(fēng)機(jī)；26-冷風(fēng)機(jī)；27-自吸泵；28-母液放空槽圖 4.19 噴淋式飽和器 4.4.1 硫酸吸氨法 (3) 無(wú)飽和器法制硫酸銨 4.4.1 硫酸吸氨法圖 4.20 無(wú)飽和器法制取硫酸銨工藝流程1-噴灑酸洗塔；2-旋風(fēng)除酸器；3-酸焦油分離槽；4-下段母液循環(huán)槽；5-上段母液循環(huán)槽；6-硫酸高位槽；7-水高位槽；8-循環(huán)母液泵；9-結(jié)晶母液泵；10-濾液泵；11-母液加熱器；12-真空蒸發(fā)器；13-結(jié)晶器；14,15-第一及第二蒸氣噴射器；16,17-第一及第二冷凝器；18-滿

54、流槽；19-供料槽；20-連續(xù)式離心機(jī)；21-濾液槽；22-螺旋輸送機(jī)；23-干燥冷卻器；24-干燥用送風(fēng)機(jī)；25-冷卻用送風(fēng)機(jī)；26-排風(fēng)機(jī)；27-洗凈塔；28-泵；29-澄清槽；30-霧沫分離器不飽和過(guò)程吸收氨蒸發(fā)結(jié)晶分離干燥圖 4.21 空噴酸洗塔結(jié)構(gòu)圖1-煤氣入口；2-煤氣出口；3-水清掃口；4-清掃備用口；5-放散口；6-上段母液滿流口；7-斷板塔；8-下段母液滿流；9-人孔；10-穿管孔；11-通風(fēng)孔；12-檢液孔；13-壓力計(jì)插孔；14-母液噴灑口；15-下段噴灑液口；16-上段噴灑液口；17-人孔；酸洗塔是空噴塔，由中部斷塔板將其分為上下兩段，噴灑循環(huán)母液。在下段噴灑的液滴較細(xì)

55、，以利于與上升流速為34m/s的煤氣充分接觸。上段所噴灑的液滴較大，以減少帶入除酸器的母液。在上段頂部設(shè)有擴(kuò)大部分，在此煤氣減速至1.6m/s左右。 4.4.1 硫酸吸氨法 4.4.2 磷酸吸氨法特點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量高雜質(zhì)少設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能耗少無(wú)水氨的生產(chǎn)（弗薩姆法）工藝特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，但氨氣腐蝕性強(qiáng)，材質(zhì)要求高。產(chǎn)品：液氨原理：利用磷酸銨的選擇吸收的特點(diǎn)：磷酸的銨鹽磷酸一銨鹽NH4H2PO4：高溫時(shí)很穩(wěn)定磷酸二銨鹽（NH4）2HPO4：高溫時(shí)不穩(wěn)定磷酸三銨鹽（NH4）3PO4：很不穩(wěn)定 4.4.2 磷酸吸氨法圖 4.22 無(wú)水氨生產(chǎn)工藝流程1-磷酸槽；2-吸收塔；3-貧液冷卻器；4-貧富液換熱器；5

56、-脫氣器；6-解吸塔；7-氨氣/富液換熱器；8-精餾塔原料槽；9-精餾塔；10-無(wú)水氨冷凝冷卻器；11-氨氣冷凝冷卻器；12-泡沫浮選除焦油器；13-焦油槽；14-溶液槽；15-液氨中間槽 4.4.3 剩余氨水的處理組成/（mg/L）pH值溫度/揮發(fā)酚氨硫化物氮化物吡啶煤焦油鍺13002500250040001202504014020050060025000.150.207107075表 4.8 剩余氨水組成和性質(zhì)剩余氨水：焦?fàn)t煤氣初冷過(guò)程中形成的大量氨水，大部分用做循環(huán)氨水噴灑冷卻集氣管中的煤氣，多余部分稱為剩余氨水。剩余氨水量：一般為裝爐煤量的15%左右。剩余氨水處理過(guò)程：除油、脫酚、蒸氨

57、和脫氰。4.4.3.1 剩余氨水的除油剩余氨水除油的意義： （1）剩余氨水中的焦油類物質(zhì)，在溶劑法脫酚時(shí)會(huì)產(chǎn)生乳化物，降低脫酚效率； （2）在蒸氣法脫酚時(shí)常堵塞設(shè)備； （3）當(dāng)進(jìn)入生化裝置時(shí)，能抑制微生物活性，影響廢水處理效果。剩余氨水處理的第一道工序就是除油剩余氨水除油方法： （1）澄清過(guò)濾法 （2）溶劑萃取法。圖 4.29 澄清過(guò)濾法除油的工藝流程圖 4.30 溶劑萃取法除油的工藝流程1-氨水槽；2-過(guò)濾器；3-萃取柱；4-粗苯槽；5-污苯槽；6-溶劑回收塔；7-分凝器；8-冷卻器4.4.3.1 剩余氨水的除油4.4.3.2 剩余氨水的脫酚剩余氨水的脫酚方法: 溶劑萃取法，脫酚效率可達(dá)90

58、%95%。溶劑萃取法的分類：振動(dòng)萃取、離心萃取和轉(zhuǎn)盤萃取。目前國(guó)內(nèi)常用的是脈沖振動(dòng)篩板塔對(duì)剩余氨水進(jìn)行溶劑振動(dòng)萃取脫酚。圖 4.32 振動(dòng)篩板萃取塔1,2-塔上部、下部澄清段；3-立軸；4-篩板；5,6-導(dǎo)向套；7-空心裝置；8-偏心軸；9-帶滑環(huán)的曲柄；10-分配裝置；11-固定篩板；12-套筒液位調(diào)節(jié)器；13-溶劑環(huán)形室；14-折流器；15-電動(dòng)機(jī)；16-傳動(dòng)裝置名稱分配系數(shù)相對(duì)密度餾程/說(shuō)明重苯溶劑油2.470.885140190萃取效率90%，油水易分離，不易乳化，不易揮發(fā)，對(duì)水質(zhì)會(huì)造成二次污染重苯2.340.8750.890110270系煤氣廠中溫干餾產(chǎn)品，常溫下無(wú)萘析出，其它同重苯

59、溶劑油粗苯230.8750.880180前餾出量93%萃取效率85%90%，油水易分離，易揮發(fā)，對(duì)水質(zhì)會(huì)造成二次污染5%N-503+95%煤油8100.850.87煤油：180250N503：1555（干點(diǎn)）（133Pa）萃取效率高，對(duì)低濃度酚水也達(dá)90%以上，操作安全，損耗低；對(duì)水質(zhì)二次污染程度低，不易再生表 4.9 萃取脫酚用萃取劑4.4.3.2 剩余氨水的脫酚圖 4.31 溶劑振動(dòng)萃取脫酚工藝流程1-原料氨水槽；2-濃酚水槽；3-氨水加熱（冷卻）器；4-萃取塔；5-堿洗塔；6-脫酚氨水控制分離器；7-脫酚氨水中間槽與低位混合槽；8-原料氨水泵；9-脫酚氨水泵；10-循環(huán)油泵；11-酚鹽泵

60、；12-堿液泵；13-新溶劑油槽；14-循環(huán)油槽；15-循環(huán)油加熱（冷卻）器；16-酚鹽槽；17-濃堿槽；18-配堿槽；19-乳化物槽；20-再生釜和柱；21-帶油水分離器的冷凝器；22-放空槽；23-液下泵；25-焦油接受槽4.4.3.3 剩余氨水的蒸氨圖 4.33 剩余氨水蒸氨工藝流程 圖 4.34 泡罩式蒸氨塔1-蒸氨塔；2-反應(yīng)塔；3-分縮器；4-瀝青分離槽；5-瀝青冷卻槽；6-濃氨水中間槽；7-濃氨水槽氫氧化鈉分解固定銨的剩余氨水蒸氨工藝4.1煉焦化學(xué)產(chǎn)品第四章 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制4.2粗煤氣的初冷及輸送4.3煤氣中硫的脫除4.4 氨的回收4.5粗苯的回收4.6粗苯的精制4.7