熱解技術(shù)完整

熱解技術(shù)熱解的概念熱解的分類現(xiàn)代熱解技術(shù)熱解技術(shù)的闡述——以煤炭熱解技術(shù)為例1、熱解的定義物質(zhì)受熱發(fā)生分解的反應(yīng)過程，也稱裂解，是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧的條件下受熱分解的過程，也可將其定義為破壞性蒸餾、干餾或炭化過程。熱解技術(shù)主要是針對城市垃圾、污泥、廢塑料、廢橡膠、廢樹脂等工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物，還有石油、煤等具有一定能量的有機(jī)固體廢棄物。熱解和燃燒的區(qū)別？？？焚燒熱解熱效應(yīng)放熱、氧化吸熱、還原反應(yīng)物CO2、H2O可燃的低分子化合物釋能方式及應(yīng)用產(chǎn)生的熱能只能就近利用（發(fā)電、加熱水或產(chǎn)生蒸汽）產(chǎn)生燃料油氣，可貯存和遠(yuǎn)距離輸送2、熱解的分類根據(jù)解熱方式的不同分為：內(nèi)熱式熱解技術(shù)、外熱式熱解技術(shù)以及內(nèi)外并熱式熱解技術(shù)根據(jù)熱載體的類型的不同分為：固體熱載體、氣體熱載體和固－氣熱載體熱解根據(jù)固體物料的運(yùn)行狀態(tài)的不同分為：固定床、流化床、氣流床，滾動床。根據(jù)熱解溫度的不同分為：低溫?zé)峤?/p>

（500

～650

℃）、中溫?zé)峤?/p>

（650

～800

℃）、高溫?zé)峤?/p>

（900

～1000

℃）

和超高溫?zé)峤?/p>

（＞1200

℃）根據(jù)加熱速度的不同分為：慢速

（3

～5

℃／min）、中速

（5

～100

℃／s）、快速

（500

～105℃／s）熱解和閃裂解

（＞106℃／

s）3、現(xiàn)代熱解技術(shù)現(xiàn)代熱解技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)分析和應(yīng)用上主要有：煤炭熱解技術(shù)、污泥熱解技術(shù)、生物質(zhì)的熱解技術(shù)、固體廢棄物的熱解技術(shù)4、煤炭熱解技術(shù)煤炭熱解的定義煤炭熱解技術(shù)的發(fā)展歷程國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹國內(nèi)各種煤炭熱解技術(shù)的比較煤炭熱解定義：煤的熱解也稱為煤的干餾或熱分解，是指煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，在不同的溫度下發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程。煤熱解的結(jié)果是生成氣體（煤氣）、液體

（焦油）、固體

（半焦或焦炭）等產(chǎn)品，尤其是低階煤熱解能得到高產(chǎn)率的焦油和煤氣。焦油經(jīng)加氫可制取汽油、柴油和噴氣燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。煤氣是使用方便的燃料，可成為天然氣的代用品，另外還可用于化工合成。半焦既是優(yōu)質(zhì)的無煙燃料，也是優(yōu)質(zhì)的鐵合金用焦、氣化原料、吸附材料。煤炭熱解的產(chǎn)物都是重要的能源物質(zhì)煤炭熱解技術(shù)的發(fā)展歷程第1階段：20世紀(jì)50~60年代，主要熱解裝置有上吸式爐、水平鐵甑等熱解裝置，北京石油學(xué)院、上海電業(yè)局的研究人員也開發(fā)了流化床快速熱解工藝第2階段：20世紀(jì)60~70年代，大連工學(xué)院聶恒銳等人研究開發(fā)了輻射爐快速熱解工藝第3階段：20世紀(jì)80~90年代初期，大連工學(xué)院的郭樹才等人研究開發(fā)了固體熱載體新法干餾工藝，北京煤化所開發(fā)的MRF熱解工藝第4階段：20世紀(jì)90年代末，開發(fā)的煤炭熱解工藝多是從煤炭的高效利用、環(huán)保、節(jié)能方面綜合考慮，因此這一階段的熱解技術(shù)的研究主要是以熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹1、氣體熱載體直立爐工藝直立爐工藝按加熱方式分為內(nèi)熱式和外熱式工藝，外熱式直立爐工藝由于熱效率低，基本上已被淘汰。國內(nèi)在魯奇三段爐的基礎(chǔ)上，開發(fā)了不同類型的內(nèi)熱立式干餾爐。代表性的工藝：三段爐、SJ低溫干餾工藝1）三段爐技術(shù)路線：將20-80mm的褐煤或型煤沿爐中下行，氣流逆向通入進(jìn)行熱解。對粉狀的褐煤和煙煤要預(yù)先壓塊，熱解過程分為上、中、下三段即干燥和預(yù)熱段、熱解段、半焦冷卻段。在上段循環(huán)熱氣流把煤干燥并預(yù)熱到150℃；在中段熱氣流把煤加熱到500~850℃，進(jìn)行熱解。在下段半焦被循環(huán)氣流冷卻到100~150℃，最后排出。1）三段爐2）SJ低溫干餾工藝在我國對三段爐的改造設(shè)計中，比較有代表性的是陜西神木縣三江煤化工有限責(zé)任公司設(shè)計的SJ低溫干餾方爐2）SJ低溫干餾工藝其技術(shù)路線：原料煤加入焦?fàn)t，經(jīng)預(yù)熱段進(jìn)入干餾段，干餾段干餾溫度為750℃±20℃，干餾所用熱量主要由回爐煤氣與空氣在火道內(nèi)混合均勻后，經(jīng)火口進(jìn)入干餾段燃燒，干餾段下部焦炭落入水封槽冷卻，然后排出?；拿簹庠诟绅s室內(nèi)沿料層上升，通過煤氣收集罩、上升管、橋管先后經(jīng)文氏管塔、旋流板塔洗滌，煤氣在鼓風(fēng)機(jī)的作用下回爐加熱，剩余部分放散。焦油進(jìn)入沉淀池脫水，然后集中在1500M3焦油池進(jìn)行靜置恒溫加熱和二次脫水，脫水后的焦油即為成品油。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹2、固體半焦熱載體為基礎(chǔ)的干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)核心是以半焦作為固體熱載體，并以流態(tài)化方式按氣化過程所需熱量來組織物料和熱量的輸送。代表性的工藝：大連理工大學(xué)褐煤半焦提質(zhì)煤工藝(DG工藝)大連理工大學(xué)褐煤半焦提質(zhì)煤工藝(DG工藝)半焦提質(zhì)煤工藝是在大連理工大學(xué)固體熱載體干餾工藝（新法干餾）的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。固體熱載體干餾工藝（新法干餾）技術(shù)路線：熱原料煤粉碎到小于6mm,送入原料煤槽1，濕的原料煤由給料機(jī)送入干燥提升管2。干燥提升管下部有沸騰段；熱煙氣由下部進(jìn)入，濕煤被550℃左右的煙氣提升并加熱干燥。干煤與煙氣在旋風(fēng)分離器分離，干煤入干煤槽3；煙氣除塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)17排入大氣。干煤自干煤槽經(jīng)給料機(jī)去混合器4。來自熱半焦槽7的800℃熱粉焦在混合器與干煤相混合?；旌虾笪锪蠝囟葹?50℃～650℃；然后進(jìn)入反應(yīng)器5，完成煤的快速熱解反應(yīng)，析出干餾氣態(tài)產(chǎn)物。煤或焦粉在流化燃燒爐8燃燒生成800℃的含氧煙氣，在加熱提升管下部與來自反應(yīng)器的600℃半焦發(fā)生部分燃燒并被加熱提升到熱半焦槽7；半焦被加熱到800℃～850℃，作為熱載體循環(huán)使用。由半焦槽出來的熱煙氣去干燥提升管2，溫度為550℃左右,與濕煤在干燥提升管完成干燥過程，使煤水分小于5%，溫度為120℃左右。煙氣溫度降至200℃左右。反應(yīng)器下部產(chǎn)品半焦管導(dǎo)出部分粉焦經(jīng)過冷卻，作為半焦產(chǎn)品。干餾產(chǎn)物來自反應(yīng)器的荒煤氣經(jīng)過除塵去洗氣管10，冷卻洗滌后于氣液分離器11分離。水和重焦油去分離槽12。煤氣經(jīng)間冷器13冷卻，分出輕焦油。煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓和除焦油后，再經(jīng)脫硫后去煤氣柜。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹3、多段回轉(zhuǎn)爐熱解（MRF）工藝多段回轉(zhuǎn)爐熱解(MRF)工藝是針對我國年青煤的綜合利用開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，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。代表性的工藝：北京煤化所MRF工藝北京煤化所MRF工藝技術(shù)路線：制備好的原煤(6~30mm)在干燥爐內(nèi)直接干燥，脫水率不小于70%。干燥煤在熱解爐中被間接加熱。熱解溫度550~750℃熱解揮發(fā)產(chǎn)物從專設(shè)的管道導(dǎo)出，經(jīng)冷凝回收焦油。熱半焦在三段熄焦?fàn)t中用水冷卻排出，最終得到煤氣、焦油、半焦油。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹4、以流化床熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝特點(diǎn)是利用循環(huán)流化床(CFB)鍋爐的循環(huán)熱灰或半焦作為煤干餾、部分氣化的熱源，煤在流化床氣化爐中熱解、部分氣化產(chǎn)生中熱值煤氣，經(jīng)凈化除塵后輸出，氣化爐中的半焦及放熱后的循環(huán)灰一起送入循環(huán)流化床鍋爐，半焦燃燒放出熱量產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電、供熱。代表性的工藝：浙江大學(xué)流化床熱解聯(lián)產(chǎn)工藝(ZDL工藝)浙江大學(xué)流化床熱解聯(lián)產(chǎn)工藝(ZDL工藝)技術(shù)路線：煤首先進(jìn)入氣化爐內(nèi)熱解，產(chǎn)生的煤氣經(jīng)凈化后，一部分輸出民用，另一部分送入流化床氣化爐作為流化介質(zhì)；氣化爐中的半焦及放熱后的循環(huán)熱灰通過返料裝置進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐，半焦燃燒產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電、供熱；氣化爐內(nèi)煤熱解反應(yīng)所需熱量由循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)熱灰提供，流化介質(zhì)采用的是低溫凈化后的再循環(huán)煤氣或過熱蒸汽。該技術(shù)的關(guān)鍵是保證大量固體循環(huán)物料在流化床鍋爐燃燒室和氣化爐之間循環(huán)而沒有氣體串通。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹5、以移動床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)工藝以移動床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)工藝與以流化床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)工藝類似，其主要差別在氣化室。以移動床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)工藝的氣化室采用移動床氣化。代表性的工藝：北京動力經(jīng)濟(jì)研究所和濟(jì)南鍋爐廠聯(lián)產(chǎn)工藝(BJY工藝)北京動力經(jīng)濟(jì)研究所和濟(jì)南鍋爐廠聯(lián)產(chǎn)工藝(BJY工藝)技術(shù)路線：將煤磨碎至0~8mm，其中20%的煤通過鍋爐給煤機(jī)進(jìn)入鍋爐流化床燃燒室，80%煤通過干餾器給煤機(jī)與熱灰一起進(jìn)入熱解反應(yīng)器，在熱解反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行混合、熱解，產(chǎn)生的半焦又經(jīng)返料系統(tǒng)返回燃燒室，作為鍋爐的燃料。燃燒煙氣經(jīng)爐膛上部出口的旋風(fēng)分離器將灰分離后經(jīng)冷卻器、引風(fēng)機(jī)和煙囪排出。鍋爐產(chǎn)生的熱水經(jīng)冷卻后循環(huán)使用。鍋爐的旋風(fēng)分離器分離的一部分熱灰經(jīng)返料器進(jìn)入鍋爐流化床燃燒室，形成正常的爐膛、分離器、干餾器和返料器組成的循環(huán)系統(tǒng)。國內(nèi)煤炭熱解技術(shù)介紹6、循環(huán)流化床“煤拔頭”（BT）工藝煤炭的拔頭工藝核心是實(shí)現(xiàn)煤炭的分級轉(zhuǎn)化，在煤炭發(fā)電燃燒之前經(jīng)過快速熱解、快速分離和快速冷卻，回收煤炭中揮發(fā)分，實(shí)現(xiàn)焦油和煤氣的優(yōu)先利用，半焦等固體產(chǎn)品發(fā)電。代表性的工藝：中國科學(xué)院過程工程研究所“煤拔頭”工藝中國科學(xué)院過程工程研究所“煤拔頭”工藝下行管氣固快速分離器急冷器熱載體料倉高溫固體料閥返料裝置技術(shù)路線：實(shí)驗(yàn)時先將原料煤粉碎分級，并進(jìn)行干燥處理后，經(jīng)過正壓加料裝置，利用氣力輸送方式切向加入到固固混合器，在固固混合器中，煤粉與來自燃燒提升管中的循環(huán)熱砂(灰)迅速混合，并被加熱升溫，之后被送入下行管中；煤粉和熱灰的混合物在下行管中下行的同時，煤粉發(fā)生熱解；熱解產(chǎn)生揮發(fā)分，熱解產(chǎn)物進(jìn)入到氣固快速分離器；在快速分離器中，快速分離氣固混合物，分離出的油氣和燃?xì)饪焖龠M(jìn)入到急冷器；可冷凝的油氣被循環(huán)的丙酮冷卻液迅速冷卻，經(jīng)蒸餾分離得到液體產(chǎn)品，不可冷凝的油氣經(jīng)過冷卻液降溫后成為氣相可燃?xì)怏w；分離出的半焦和循環(huán)灰繼續(xù)下行，通過固體返料裝置進(jìn)入到燃燒室(鍋爐)的下部，半焦燃燒，重新加熱循環(huán)（砂灰）；燃燒升溫后的循環(huán)熱灰被燃燒煙氣夾帶到爐頂，在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行氣固分離，收集下來的熱砂(灰)進(jìn)入熱載體料倉，然后經(jīng)過高溫固體料閥

加入到固固混合器中，重新參加新一輪的循環(huán)。國內(nèi)各種煤炭熱解技術(shù)的比較從原料產(chǎn)品上的比較國內(nèi)各種煤炭熱解技術(shù)的比較從原理的比較熱解工藝原理加熱方式熱載體熱解溫度（℃）熱解速度SJ工藝直立爐內(nèi)熱式空氣、煤氣730-770中速DG工藝直立式循環(huán)流化床內(nèi)熱式半焦470-600快速M(fèi)RF工藝多段回轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱式空氣、煙氣550-750中速ZDL工藝流化式循環(huán)流化床熱解內(nèi)熱式循環(huán)熱灰500-900快速BJY工藝移動床循環(huán)流化床熱解內(nèi)熱式半焦、循環(huán)灰600-900快速BT工藝下行床循環(huán)流化床熱解內(nèi)熱式熱灰570-660快速國內(nèi)各種煤炭熱解技術(shù)的比較從優(yōu)缺點(diǎn)的比較熱解工藝優(yōu)點(diǎn)存在問題環(huán)保、節(jié)能狀況SJ工藝物料下降均勻，布料、布?xì)夂图訜峋鶆蛎簹鉄嶂档停瑺t內(nèi)阻力大環(huán)保、節(jié)能效果差DG工藝原料利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，操作彈性大氣固分離設(shè)備多，排渣受溫度影響環(huán)保、節(jié)能效果好，成本高M(jìn)RF工藝減少酚水量，污水處理系統(tǒng)簡化熱效率低，粉塵易造成阻塞環(huán)保好，節(jié)能差ZDL工藝資源利用充分、熱效率高凈化系統(tǒng)和下料部分易阻塞環(huán)保節(jié)能效果好BJY工藝保證裝置的連續(xù)運(yùn)行煤氣回收系統(tǒng)不完善環(huán)保好，節(jié)能差BT工藝液體產(chǎn)品收率高、反應(yīng)停留時間短連續(xù)輸送不穩(wěn)定環(huán)保節(jié)能好巖石熱解儀概述：近年研發(fā)生產(chǎn)的新型石油儀器，它利用巖石熱解技術(shù)，按設(shè)定時間段和溫度區(qū)間對分析樣品進(jìn)行加熱，獲得S0、S1、S2（分別表示氣態(tài)烴、液態(tài)烴以及固態(tài)烴）、Tmax等分析參數(shù)。該儀器用于油氣勘探生產(chǎn)現(xiàn)場，可定量分析、評價生油巖、儲集巖,為生產(chǎn)決策提供資料。構(gòu)成：由熱解裝置、FID（熱解烴）、微電流放大器、溫度程序控制器、氣路系統(tǒng)組成巖石熱解儀原理：樣品被送進(jìn)熱解爐內(nèi)進(jìn)行加熱，使樣品中的烴類和干酪根在不同溫度下熱解和裂解為小分子烴，通過載氣的吹洗，與樣品定性分離，并被載氣帶入FID，再將小分子烴濃度的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號，經(jīng)微機(jī)采