煤的干馏和气化

1、,煤化工反应单元工艺,煤的干馏和气化,2010 .6. 4,1 煤的干馏一、煤的热分解,煤在隔绝空气的条件下加热至较高温度而发生的一系 列物理变化和化学反应的复杂过程，称为煤的热解或 称热分解和干馏。,定义,研究煤热解的作用,对煤热加工技术有直接的指导作用,指导开发新的热加工技术,煤受热发生的变化 煤在隔绝空气加热时，煤中有机质发生变化，形 成气态、液态和固态产物。典型烟煤受热发生的 变化过程如下图：,煤热解的影响因素,煤化程度 加热终温 升温速率 压力的影响等,1）连续式外热立式炉 目前国内仍采用伍德炉制取煤气。 缺点：传热慢；生产能力小,2）固体热载体干馏法 优点：加热速率快，单元设备生成

2、能力大,低温干馏的方法,三、煤的高温干馏 煤在炼焦炉中隔绝空气加热到1000左右，经过干馏的一系列阶段，最终得到焦炭，这过程称为高温干馏或称高温炼焦或简称炼焦。,煤的成焦过程 煤热解产生气、液、固三相共存的胶质体， 由于它的透气性差，发生了胶质体的膨胀， 而当温度超过胶质体的固化温度时，则发生 粘结现象最终形成焦炭。,煤,胶质体,焦炭,热解,膨胀 TT固化,煤焦化学产品的组成和产率 一般的炼焦工业条件下，各种产物的产率（对于煤的质 量分数）为：,焦炭,75%78%,净焦炉煤气,15 % 19 %,焦油,3 % 4.5 %,化合水,2 % 4 %,苯族烃,0.8 % 1.4 %,氨,0.25 %

3、 0.35 %,其他,0.9 % 1.1 %,正压操作的焦炉煤气处理系统,正压操作下焦炉煤气处理系统图,国内 正压操作的煤气处理系统，适用于饱和器法生产硫铵（需55）和 弗萨姆法回收氨系统；,国外 负压操作的煤气处理系统，国内也有应用。此流程适合于水洗氨工艺。,在负压下操作的焦炉煤气处理系统图,负压操作的焦炉煤气处理系统,以煤或半焦为原料，以氧气、水蒸气或氢气等 作为气化剂，在高温条件下通过化学反应把煤或 煤焦中的可燃部分转化为气体的过程。,2 煤的气化,定义,气化产物 （煤气）,一氧化碳,氢气,甲烷等,煤气用途,城市煤气,工业燃气,化工原料气,工业还原气,煤气化的基本化学反应,煤气化的分类方

4、法,按制取煤气热值可以分为：制取低热值煤气法（8374kJ/m3 ）、制取中热值煤气法 （16747kJ/m3 33494kJ/m3 ）和制取高热值煤 气法 （ 33494kJ/m3 ）。 按气化过程供热方法可以分为：部分氧化法、间接供热法和气化反应放热供热法。 按反应类型分为：移动床、流化床、气流 床和熔融床等,一、移动床煤气化炉,原料煤：块煤(高灰熔点； 5mm25mm) 气化剂： 空气和水蒸气(常压） 氧气和水蒸气（加压 3MP）,类型,常压水煤气炉UGI 移动床加压炉LG 液态排渣炉BGL,二、流化床煤气化炉,原料煤： 碎煤（8mm；高灰劣质煤）,类型,温克勒炉（Winkler） 高温

5、温克勒炉（HTW） 灰团聚流化床气化炉（KRW;U-gas）,三、气流床煤气化炉,原料：粉煤+助熔剂（0.1mm，高灰熔点） 或水煤浆,按进料类型,干法进料,湿法进料,KT Shell Prenflo,Texaco Dow,气流床气化炉示意图,炉膛 ：耐火砖 液态排渣 气化压力 ：8.0MPa 气化温度：13001500 消耗低 气化时间： 310s 煤种适应范围广 炭转化率高：98%99% 处理量 ：2660t/d,1.湿法进料气化炉,Air Separation Unit,Carbon Source (e.g., coal) + Water,Gasifier (quench type),Air,Oxygen (95-99%),N2,Slag (Inert Minerals/Ash from Coal),Products (syngas): CO H2 By-products: H2S CO2,2.干法进料气化炉,Prenflo气