第3章-煤炭热解课件

第3章煤热解技术周安宁西安科技大学化学与化工学院第3章煤热解技术周安宁3.1前言煤的热解的定义煤炭热解是煤炭在热解反应器中非氧化气氛下，受热发生系列物理化学反应，形成气体、液体和固体产物的热转化过程，是煤炭热转化加工的关键步骤，其气体产物为以氢气、一氧化碳、甲烷等为主的低分子碳氢化合物，液体为以链烃和芳烃为主的焦油，固体产物为半焦或焦炭。煤热解工艺的特点工艺过程简单;加工条件温和投资少;生产成本低;易实现多联产等优势。工艺技术发展概况始于19世纪：当时主要用于制取灯油和蜡。二次世界大战期间：德国，褐煤低温干馏工厂,低温煤焦油,再高压加氢制取汽油和柴油上世纪70年代：多种热解新工艺开发成功。上世纪70年代以来：加氢热解，催化热解等。3.1前言煤的热解的定义Carbonizationistheprocessbywhichcoalisheatedandvolatileproducts—bothgaseousandliquid—aredrivenoff,leavingasolidresiduecalledcharorcoke.煤炭热解研究的重要性煤炭热解发展的发展方向。Carbonizationistheprocessb3.2煤炭热解的分类热解分类按热解气氛分类：主要有惰性气氛热解、还原气氛（氢、甲烷、一氧化碳或还原气体混合物等）热解，按是否存在催化剂，可以进一步分为催化热解、催化加氢热解等。按热解温度高低分类：主要有低温热解（500～650℃）、中温热解（650～800）、高温热解（900～1000）和超高温热解（>1200℃）。按热源不同分类：主要有电加热热解、等离子体加热热解、微波加热热解、热载体加热热解等。按加热方式分类：主要有外热式热解，内热式热解和内外复合式热解。按热载体类型不同分类：主要有固体热载体热解，气体热载体热解，以及固体-气体复合载体热解等。按反应器类型分类：主要有固定床、流化床、气流床，滚动床热解和输送床热解等。按反应器内压力大小分类：可分为常压热解和加压热解。按热解速度高低分类：可分为慢速热解，快速热解（10～200℃/s）和闪速热解（超过200℃/s升温速率）。3.2煤炭热解的分类热解分类3.3煤炭热解原理2.3.1煤炭热解过程：主要包括煤中吸附水及气体的脱水干燥和脱气过程（物理过程），煤炭热分解过程（化学过程），小分子物质（包脱附产物和分解产物）扩散过程（物理过程），以及分解产物（小分子有机物和半焦）二次反应（二次分解或聚合）过程（化学过程）等四个过程。3.3煤炭热解原理2.3.1煤炭热解过程：主要包括煤中吸附Characteristiccarbonizationtemperaturesandstages.Characteristiccarbonizationt按照热解终温的不同，煤的热解一般分为以下三类：低温热解：500～700℃

煤气、焦油和半焦；中温热解：700～900℃，主要产品为城市煤气生产；高温热解：1000℃左右，主要产品为焦炭。按照热解终温的不同，煤的热解一般分为以下三类：第一阶段:干燥阶段，此时热解温度在300℃以下。原料煤在此阶段外形没有变化，主要发生表面吸附、水蒸发，并放出原料中的吸附气体，并有少量CO2、CH4、H2S及水蒸气产生。这个过程为吸热过程，主要发生脱羰基反应。第二阶段:低温热解阶段，此时热解温度为300～600℃。原料煤中有机质开始发生变化，放出CO、CO2及水蒸气，生成热解水，产生焦油，原料煤变软（？？）并发生剧烈分解，放出大量挥发产物，绝大部分焦油产生，形成半焦。这个过程主要发生解聚和分解反应。第三阶段：中温热解阶段，此时热解温度为600～1000℃。在这个阶段绝大部分焦油已经生成完毕，是焦炭的形成阶段。从半焦到焦炭，析出大量的煤气，使固体产物的挥发分降低，密度增加，体积收缩，形成碎块。700℃以下煤气的主要成分是CO、CO2和H2，当温度大于700℃时，煤气的主要成分是氢气。这个过程以以缩聚反应为主。第一阶段:干燥阶段，此时热解温度在300℃以下。原料煤在此阶0200400600800温度（oC）累积失重（％）主要失重量脱气0200400600800HypotheticalstructureforcoalanditsuseinunderstandingthermalconversionHypotheticalstructureforcoa3.3.2煤热解的主要化学反应煤热解中的裂解反应；结构单元之间的桥键断裂生成自由基；脂肪侧链受热易裂解，生成气态烃；含氧官能团的裂解－－—OH（700～800℃）＞—C＝O（400℃）＞—COOH（200℃）；低分子化合物的裂解，是以脂肪结构的低分子化合物为主，其受热后，可分解成挥发性产物。

3.3.2煤热解的主要化学反应煤热解中的裂解反应；一次热解产物的二次热解反应一次热解产物的二次热解反应煤热解中的缩聚反应胶质体固化过程的缩聚反应，主要是在热解生成的自由基之间的缩聚，其结果生成半焦。半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭。缩聚反应是芳香结构脱氢。苯、萘、联苯和乙烯参加反应。煤热解中的缩聚反应胶质体固化过程的缩聚反应，主要是在热解生成煤热解机理及研究新进展煤热解机理及研究新进展第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件原料煤性质煤的变质程度：煤气焦油与挥发分含量密切相关；灰分：直接影响半焦质量；煤岩组分：煤气产率以稳定组最高，丝质组最低，镜质组居中。焦油产率以稳定组最高，同时其中性油含量高；丝质组最低；镜质组焦油产率居中，其中酸性油和碱性油含量高。焦炭产率丝质组最高，镜质组居中，稳定组最低。总之，镜质组和稳定组为活性组分，丝质组和矿物质为惰性组分。

3.3.3影响煤低温热解的关键因素原料煤性质3.3.3影响煤低温热解的关键因素203040挥发分（daf，％）

分解温度（oC）203040分解显微组分影响累积失重（％）煤质的影响初期差别明显后期规律接近后期斜率接近初期斜率差别很大显微组分影响累积失重（％）煤质的影响初期差别明显后期规律接近入煤粒度：煤粒度的大小影响加热速度和挥发物从煤粒内部的导出。煤粒越小，则易于达到较快的加热速度，能增加初次焦油产率，且煤粒内外温差小，挥发物从煤粒内部逸出路径短，有利于减少焦油的二次裂解，从而提高初次焦油的产率。煤粒越大，对挥发物逸出阻力也有越大，则干馏过程易于受传热或传质过程控制，靠强化外部传热难以实现快速干馏，反而因内外温差增大，挥发物析出经过温度较高的半焦壳层，致使焦油的二次裂解加剧，因而降低了焦油的产率。入煤粒度：煤粒度的大小影响加热速度和挥发物从煤粒内部的导出。热解温度一般来讲，温度越高，煤裂解的程度越大，总挥发物产率越高，固体残留物（半焦或焦炭）越少。热解温度产品分布与性状

最终温度（℃）

600℃低温干馏

800℃中温干馏

1000℃高温干馏

固体产物半焦

中温焦

高温焦

产品产率（％）

焦

焦油

煤气（标准米3/吨干煤）

80～829～1012075～776～720070～723.5320

产品性状焦炭：着火点（℃）机械强度

挥发分（％）

450低

10

490中

约5

700高

<2焦油：

比重中性油（％）酚类（％）焦油盐基（％）沥青（％）游离碳（％）中性油成分

<160251～2121～3脂肪烃

芳烃

150.515～201～230～5脂肪烃芳烃

>135～401.5～2574～10芳烃

煤气主要成分（％）

氢

甲烷

发热量（Mj/米3）

315531

453825

552519煤气中回收的轻油

产率（％）

组成

气体汽油

1.0脂肪烃为主

粗苯-汽油

1.0芳烃50％

粗苯

1～1.5芳烃90％

热解温度产品分布与性状最终温度（℃）600℃低温干馏800加热速率

急速加热时产生的很强的热冲击力，使大分子的缩合芳香族化合物中具有不同键能的化学键同时被打开、断裂，生成数量众多的自由基，而氢气氛又提供了自由基的稳定条件，使之生成气态或液态产物；

缓慢的加热过程中，化学键的断裂主要发生在煤的颗粒结构内部，由此引起聚合反应生成半焦，故导致气相生成物产率降低。

加热速率急速加热时产生的很强的热冲击力，使大分子的缩合热解压力气体停留时间

1－H2气氛2－N2气氛

1BTX2苯3PCX4二甲酚

热解压力气体停留时间1－H2气氛1BTX组成（％）

炉型

低温干馏炉

连续直立式炉

焦炉

芳烃

环烷烃

单烯烃

双烯烃

环烯烃

脂肪烃

茚

二硫化碳

噻吩

其它

15.568.0016.261.369.5546.530.150.060.661.0763.043.622.332.581.1622.370.720.060.333.1985.260.211.642.485.370.341.130.400.672.50干馏炉类型组成（％）炉型低温干馏炉连续直立式炉焦炉芳烃15催化剂催化剂第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件煤与生物质等的共热解及耦合热解可与煤共热解的物质：生物质、甲烷、废塑料等。催化剂上甲烷芳构化或甲烷二氧化碳重整耦合热解。与气化过程耦合热解。煤与生物质等的共热解及耦合热解可与煤共热解的物质：生物质、甲第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件样品样品平均粒径/m堆积密度/kg/m3高位发热量/MJ/kg工业分析/%元素分析w/%MadVadAadCadHadOadNadSad生物质65293.317.858.2179.225.7343.136.3735.570.850.14褐煤40569.320.206.0338.6025.5849.304.1612.401.191.34烟煤40645.525.415.7934.8112.4466.444.209.800.840.49贫煤40575.323.781.5815.9826.9562.472.824.591.000.59生物质和不同煤化程度煤工业分析和元素分析样品样品平均堆积密度/高位发热量/工业分析/%元素分析w/%生物质单独热解曲线不同煤化程度煤单独热解曲线燃料种类tv/℃tmax/℃ts/℃V/%C/%生物质302.1368.3409.269.0424.41褐煤410.9475.4579.630.0565.05烟煤430.8481.2613.627.2667.85贫煤466.1574.4671.012.9286.05生物质、不同煤化程度煤单独热解特性参数生物质单独热解曲线不同煤化程度煤单独热解曲线燃料种类tv/℃不同比例生物质与褐煤共热解不同比例生物质与贫煤共热解不同比例生物质混合物与烟煤共热解不同比例生物质与褐煤共热解不同比例生物质与贫煤共热解不同比例生物质/％tv1/℃tv2/℃tb,max/℃tc,max/℃ts/℃褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤20302.6304.3302.1392.5389.3443.5368.3366.8366.8472.2479.7535.4548.3513.1462.233302.2303.5302.0405.9433.0446.5366.8368.3360.7470.8475.2526.4478.6473.6434.450300.7300.0300.2437.5451.7461.6366.4363.7365.3469.1467.6512.8439.8429.4418.4生物质/％V试验/%V计算/%C试验/%C计算/%褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤褐煤烟煤贫煤2038.8938.2825.4137.8535.7824.1456.5457.6272.8756.9359.1673.223344.2342.1333.4443.0541.0531.4450.6153.3764.2951.5153.5165.715051.3950.4042.6749.5548.1540.9843.1644.8154.0544.7446.1355.23生物质与不同煤化程度煤共热解特性参数V计算＝Vb×Pi+Vc×(1

Pi)C计算＝Cb×Pi+Cc×(1

Pi)

生物质/％tv1/℃tv2/℃tb,max/℃tc,maxJiaheLiu,HaoquanHuetal.FuelProcessingTechnology91(2010)419–423TheCH4/CO2gasmixturewithavolumeratioof1:1Theliquidproductsinvolvingtarandwaterwerecollectedinacooltrapat−15°C,thenthewaterintheliquidproductswasseparatedaccordingtothemethodofASTMD95-05e1(2005),usingtolueneasasolvent.JiaheLiu,HaoquanHuetal.FInthisway,tarandwateryieldcanbecalculatedrespectively.Thegaswascollectedandanalyzedbygaschromatography(GC7890T)withtwochannels(columns:5AmolecularsieveandGDX502)andaTCDdetector.TheconversionofCH4,CCH4,incoalpyrolysisunderCH4/CO2wasdefinedas:Inthisway,tarandwaterNi/MgOcatalystswerepreparedbyincipientwetnessimpregnationmethod.MgO(DamaoChemicalIndustry,Tianjin,China)wasimpregnatedwithaqueoussolutionofNi(NO3)2·6H2O(XinxingChemicalIndustry,Shenyang,China).TheNiloadinginthecatalystswas1to20wt.%.Afterbeingdriedat110°Cfor12handcalcinedat800°Cinairfor4h,thecatalystpowderwaspressed,crushedandsievedto20–40mesh.Finally,thecatalystwasreducedatdifferenttemperaturesfrom550to850°Cin15%H2/N2flowfor4h.X-raydiffraction(XRD)patternsofcatalystsampleswereobtainedonaDMAX2400diffractorwithaCuKαradiation.Temperature-programmedreduction(TPR)wasconductedonaconventionalapparatuswithaTCDdetector.0.2gsamplecalcinedat800°Cwasheatedfrom120°Cto900°Catarateof10°C/minina40%H2/Argasflowof60ml/min.H2consumptionwasmeasuredbyusingathermalconductivitydetector.Ni/MgOcatalystswereprepared第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件IthasbeenshownthatthetaryieldsofallfourcoalsinvestigatedcanbeobviouslyimprovedintheintegratedprocessofcoalpyrolysisandCO2reformingofmethane,andabout1.6and1.8timestaryieldasthatinpyrolysisunderH2andN2,respectively,wasobtainedat750°CforPScoal.ThehightaryieldmaybeexplainedthatthefreeradicalscrackedfromcoalincoalpyrolysiswereremarkablystabilizedbytheHandCHxgroupsdissociatedfromCO2reformingofmethane.ThehighwateryieldinpyrolysisunderCH4/CO2resultsfromthesidereactions,suchasreversewater–gasshiftandmethanationreaction.AndcarbondepositiononcharleadstohighcharyieldinpyrolysisunderCH4/CO2.Instudiedfourcoalsamples,PScoalshowsthehighesttarandlowestwateryieldsinpyrolysisunderCH4/CO2,whichiscontributedtoitshighvolatilematterandlowoxygencontent.TheXRDoftheNi/MgOcatalystshowstheformationofNiO–MgOsolidsolution,andincreasingNiloadingleadstotheincreaseoftaryieldinpyrolysisunderCH4/CO2.ThehighesttaryieldcanbeobtainedwhenNi/MgOcatalystwasreducedat850°C.Ithasbeenshownthatthetar3.4热解模型3.4.1FG-DVC热解模型：

FunctionalGroupDepolymerizationVaporizationCrosslinking）－描述气体逸出的官能团模型－描述焦油形成的降解一蒸发一交联模型的相结合的一种模型。FG模型是用来描述煤、半焦和焦油中气体的产生与释放机理；DVC模型是用来描述在桥键断裂和交联发生的影响下煤中大分子网络所发生的分解和缩聚行为，预测碎片的分子量分布情况。3.4热解模型3.4.1FG-DVC热解模型：FunctFG-DVC模型的基本概念煤中官能团分解产生小分子类热解气体；大分子网络分解产生焦油和胶质体；胶质体分子量的分布由网络配位数决定；大分子网络的分解是由桥键的断裂来控制，而桥键的断裂是受活泼氢限制；网络的固化是由交联控制的，交联的发生伴随着CO2（桥键断裂前）和甲烷（桥键断裂后）的放出。低阶煤（放出CO2）在桥键断裂以前发生交联，高挥发分的烟煤（几乎不产生CO2）在交联前就经历了明显的桥键断裂，具有高流动性，二氧化碳量的增加导致交联增加和流动性降低；焦油的逸出是受传质控制的（焦油分子蒸发到小分子气体或焦油蒸汽中以与其蒸汽压或轻组分体积成比例的速度被带出煤粒，高压减小了轻组分体积，所以就降低了具有较低蒸汽压大分子类产品的产量）。FG-DVC模型的基本概念煤中官能团分解产生小分子类热解气体FG模型的补充假设大部分官能团独立分解生成轻质气体；桥键热分解生成焦油前驱体，前驱体本身也尤其代表性的官能团组成；焦油和轻质烃或其它组分相互竞争煤中的可供氢以稳定自由基，一旦内部供氢耗尽，焦油和轻质烃类（除CH4外）便不在生成；焦油和半焦的官能团以相同速率继续热解。FG模型的补充假设大部分官能团独立分解生成轻质气体；DVC模型的假设断键裂为单一的乙撑性断键，其活化能在一定范围内连续分布。断键时需要消耗煤中的可供氢以稳定自由基。芳香环簇是由强桥或弱桥构成的二维网络，芳香簇的分子量服从高斯分布。每个簇上有一定的初始交联点数用来连接一定长度的齐聚物，从而使交联点间的分子量能与实验值相一致。选择不同的长度可以使不相连的外在分子同抽提收率相对应。可断裂桥即乙撑桥的数与可供氢的值相对应。DVC模型的假设断键裂为单一的乙撑性断键，其活化能在一定范围3.4.2FLASHCHAIN热解模型将煤看作是芳香核线性碎片的混合物，芳香核由弱键或稳定键两两相连，芳香核中的碳数由C-NMR测得。碎片末端的外围官能团完全是脂肪性的，是非冷凝性气体的前驱体。基本观点：在热解时不稳定桥或者解离使碎片尺寸缩小，或缩合为半焦连键，同时将相连的外围官能团以气体形式释放；焦油以最小的胶质体以平衡闪蒸的方式生成。3.4.2FLASHCHAIN热解模型将煤看作是芳香核线性3.4.3CPD热解模型化学渗透脱挥发分(CPD)模型用化学结构参数来描述煤结构，并根据无限煤点阵中已断开的不稳定桥数用渗透统计方法描述焦油前驱体的生成。渗透统计学以Bethe晶格为基础，用配位数和完整桥的分数来表述。模型的特点为：输入参数由NMR测得；焦油分子结构分布、轻质气体前驱体总数以及半焦分数由渗透点阵统计方法确定；不稳定桥断裂活化能用Solomon等提供的数据；用一套官能团模型反应的加权平均来描述轻质气体的生成；用闪蒸过程来描述处于汽液平衡的有限碎片，该一过程的速率要快于断键速率；用交联机理解释煤塑性体重新连到半焦基体上的过程。3.4.3CPD热解模型化学渗透脱挥发分(CPD)模型用化3.4.4三种模型的比较3.4.4三种模型的比较第3章-煤炭热解ppt课件3.5煤热解动力学煤热解动力学的热重分析法：恒温法：程序升温法只需一条或数条失重曲线就可以得到整个温度范围内的动力学参数分布。程序升温法：煤的热解模型：不涉及挥发份的具体成分的热解模型主要包括单一反应模型、双竞争反应模型或有限多平行反应模型和无限多平行反应模型。单一反应模型认为煤的热解过程可以近似为一级或n级反应,单一反应模型一般只能得到某一温度范围内活化能的平均值

；双竞争反应模型有6个待定参数,其应用受到很大限制

；有限多平行反应模型把煤的热解看成一种或几种化合物的热分解,平行反应个数的确定具有经验性。3.5煤热解动力学煤热解动力学的热重分析法：假设煤热解由无限多的平行一级反应组成,其活化能呈一定的连续分布,称之为分布活化能模型(DistributedActivationEnergyModel:DAEM),该模型能很好地预测动力学参数。在应用DAEM时,研究者一般认为活化能分布为高斯分布函数,并由过渡态理论指定频率因子为固定值1.67×1013s-1Miura等人提出了新的求活化能分布和频率因子方法,该方法不需事先规定活化能分布为高斯分布,活化能分布由微分法或积分法直接从实验数据中得到,更精确地预测了煤热解的实验数据。假设煤热解由无限多的平行一级反应组成,其活化能呈一定的连续分第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件第3章-煤炭热解ppt课件3.6煤炭热解工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类。外热式热效率低,煤料加热不均,挥发产物的二次分解严重;内热式工艺克服了外热式的缺点,借助热载体(根据供热介质不同又分为气体热载体和固体热载体)把热量直接传递给煤料,受热后的煤发生热解反应。气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧的烟气引入热解室,代表性的有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等;固体热载体热解工艺是利用高温半焦或其他的高温固体物料与煤在热解室内混合,利用热载体的显热将煤热解。与气体热载体热解工艺相比,固体热载体热解避免了煤热解析出的挥发产物被烟气稀释,同时降低了冷却系统的负荷.3.6煤炭热解工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类。

固体热载体煤热解工艺---国外工艺Garrett工艺:

开发者:美国Garrett研究与开发公司开发,后来与西方石油公司共同对原工艺进行了改进和发展。工艺特点:

将煤粉碎至200目以下,用高温半焦(650～870℃)作为热载体,将煤粉在两秒钟内加热到500℃以上,由于停留时间很短,有效地防止了焦油的二次分解。产品收率与性质取决于煤的种类,产油的最佳温度范围是560～580℃,高挥发分的烟煤在此温度下的油产率最高可达干煤的35%,600℃以上产油量逐渐减少,产气量逐渐增大。该工艺用部分半焦作为热载体实现煤的快速加热,有效地防止了焦油的二次分解;

工业化程度:1972年建成了处理煤量318t/d的中试装置,循环半焦量27t/d;

存在问题:生成的焦油和细颗粒的半焦附着在旋风分离器和冷却管路的内壁,影响系统的长期运行。固体热载体煤热解工艺---国外工艺Garrett工TOSCOAL工艺：开发者：美国油页岩公司工艺特点：用陶瓷球作为热载体的煤炭低温热解方法；将6mm以下的粉煤加入提升管中,利用热烟气将其预热到260～320℃,预热后的煤进入旋转滚筒与被加热的高温瓷球混合,热解温度保持在427～510℃。煤气与焦油蒸气由分离器的顶部排出,进入气液分离器进一步分离;热球与半焦通过分离器内的转鼓分离,细的焦渣落入筛下,瓷球通过斗式提升机送入球加热器循环使用。1.煤仓；2.煤提升管；3.旋风分离器；4.洗涤器；5.热载体加热器

6.低温干馏炉；7.转鼓；8.分离器；9.气液分离器；10.半焦冷却器；11.热载体提升管

TOSCOAL工艺：1.煤仓；2.煤提升管；3.旋风工业化程度：70年代建成处理量为25t/d的中试装置,存在问问题：由于瓷球被反复加热到600℃以上循环使用,在磨损性上存在问题;粘结性煤在热解过程中会粘附在瓷球上,因此仅有非粘结性煤和弱粘结性煤可用于该工艺。工业化程度：LR工艺：开发者：鲁奇和鲁尔公司工艺特点：煤经螺旋给料器进入导管,导管中通入冷的干馏煤气使其流动并送入干馏炉,煤与循环热半焦一起在机械搅拌的干馏炉中混合,干馏温度为480～590℃,产生的半焦一部分用作燃料,一部分被循环使用,煤气与焦油蒸气进入分离系统进行分离。该工艺利用部分循环半焦与煤进行热交换,而且燃烧热解气体用于煤的干燥,因此整个过程具有较高的热效率。1.煤提升管；2.煤仓；3.螺旋进料器；4.导管；5.低温干馏炉；6.半焦提升管；7.半焦收集器；8.空气预冷器；9.旋风分离器；10.焦油捕集器；11.除尘器；12.气体冷却器；13.分离器LR工艺：1.煤提升管；工业化程度：1961年在Dorsten建成处理煤量为260t/d的热解工厂,连续运转时间达到200h,但后续开发工作由于油价的下跌而中断。存在问题：由于大量焦渣颗粒被带入焦油中,焦油中固体颗粒物含量高达40%～50%,给焦油的加工和利用带来了困难;用粘结性煤会因焦油和粒子的凝集而引起故障;该工艺采用机械搅拌对煤和热半焦进行混合,磨损和设备放大等方面存在问题。工业化程度：固体热载体煤热解工艺---国内工艺气体热载体直立炉工艺特点：内热立式，主要用于低变质煤低温热解,热载体以气体为主,不适用于中等粘结性或高粘结性的烟煤。工艺过程：20～80mm的褐煤或型煤沿炉中下行,气流逆向通入进行热解；对粉状的褐煤和烟煤要预先压块,热解过程分为上、中、下三段即干燥和预热段、热解段、半焦冷却段；在上段循环热气流把煤干燥并预热到150℃;在中段热气流煤加热到500～850℃,进行热解。在下段半焦被循环气流冷却到100～150℃,最后排出。固体热载体煤热解工艺---国内工艺气体热载体直立炉工艺SJ低温干馏方炉工艺陕西神木县三江煤化工有限责任公司设计加热外售SJ低温干馏炉煤气风机文氏管塔焦油储罐熄焦池电捕焦油器旋流塔板塔焦油焦炉煤气筛煤楼污水处理达标废水循环水循环水凉水塔清水水煤气烘干机成品兰炭原料煤清水池换热器热环水池冷环水池焦油事故火炬生产主流程循环水流程焦炉煤气流程焦油回收流程清水水空气风机清水循环池备煤场清水水SJ低温干馏方炉工艺加热外售SJ低温煤气风机文氏管塔焦油储罐多段回转炉热解工艺（MRF工艺）通过多段串联回转炉,对年青煤进行干燥、热解、增炭等不同阶段的热加工,最终获得较高产率的焦油、中热值煤气及优质半焦。多段回转炉热解工艺（MRF工艺）

制备好的原煤(6～30mm)在干燥炉内直接干燥,脱水率不小于70%。干燥煤在热解炉中被间接加热。热解温度550～750℃,热解挥发产物从专设的管道导出,经冷凝回收焦油。热半焦在三段熄焦炉中用水冷却排出。

除主体工艺外，还包括原料煤储备、焦油分离及储存、煤气净化、半焦筛分及储存等生产单元。该工艺的目标产品是优质半焦,煤料在热解炉里最终热解温度为750℃,半焦产率为湿原料煤的42.3%,是干煤的69.3%,产油率为干热解煤的2.5%,约为该煤葛金焦油产率的44%。制备好的原煤(6～30mm)在干燥炉内直接干燥,脱水率不固体热载体煤低温热解DG工艺1.煤提升管；2.焦仓；3.混合器；4.低温干馏炉；5.半焦提升管；6.焦仓；7.流化床锅炉；8.旋风分离器；9.洗涤器；10.气液分离器；11.焦油罐；12.脱硫箱

大连理工大学DG工艺流程示意图固体热载体煤低温热解DG工艺1.煤提升管；2.焦仓；3.主要由煤干燥及提升、半焦流化燃烧及提升、煤焦混合、煤干馏、焦油及煤气的回收系统等部分组成。热解产生的半焦为热载体，存于集合槽。将小于6mm的粉煤和半焦槽800℃的粉煤焦按一定的焦煤比分别经给料器进入混合器,混和温度550～650℃。热解半焦在提升过程中加热，通过半焦储槽后进入反应器循环使用。由于混合迅速而均匀,物料粒度小,高温的半焦将热量传给原料粒子,加热速度很快,煤可发生快速热分解反应。由于煤粒热解产生的挥发物引出很快,二次热解作用较轻,故新法干馏煤焦油产率较高。主要由煤干燥及提升、半焦流化燃烧及提升、煤焦混合、煤干馏、焦济南锅炉厂循环流化床循环灰作为固体热载体的－“热电煤气多联产”工艺示意图济南锅炉厂循环流化床循环灰作为固体热载体的－“热电煤气多联产中国科学院过程工程研究所“煤拔头”工艺（BT工艺）1.煤仓；2.混合器；3.料阀；4.下行床反应器；5.快速气固分离器；6.快速冷凝器；7.返料阀；8.流化床燃烧室；9.旋风分离器；10.灰仓；11.焦油泵中国科学院过程工程研究所“煤拔头”工艺（BT工艺）1.煤仓；中科院山西煤化所基于循环流化床的煤热解多联产工艺流程示意图1.循环流化床锅炉；2.旋风分离器；3.分灰器；4.煤仓；5.鼓风机；6.热解反应器；7.除尘器；8.气液分离器中科院山西煤化所基于循环流化床的煤热解多联产工艺流程示意图1浙江大学流化床热解联产工艺（ZDL工艺）浙江大学流化床热解联产工艺（ZDL工艺）热解工艺试验煤种适用煤种进料粒度/mm目标产品主产品工业化程度SI工艺榆林、府谷、神府、东胜褐煤、低变质烟煤20~80焦油、半焦焦油、半焦30万t/a已工业化DG工艺平庄、锡林郭勒、霍林、郭勒、南宁褐煤、不粘性次烟煤0~6焦油、煤气、半焦焦油提质煤5.5万t/a中试；100万t/a设计中MRF工艺先锋、大雁、神木、天祝褐煤、年轻煤6~30焦油、半焦、煤气优质半焦5.5万t/a的示范厂ZDL工艺大同、徐州、平顶山、淮南烟煤0~6焦油、电、热焦油、电125MW循环流化床正在建设，75t/h的多联产锅炉已在江苏杭州成功运行BJY工艺大同、朔州、金州、龙口、梅河烟煤、长焰煤、褐煤0~10煤气、电煤气、电设计完成了75t/h循环流化床工艺BT工艺霍林河、淮南、府谷焰煤、褐煤0~6焦油焦油10t/h的中试装置正在调试我国煤炭低温干馏技术原料产品分析3.7煤炭热解工艺技术比较分较热解工艺试验煤种适用煤种进料粒度/mm目标产品主产品工业化程热解工艺原理加热方式热载体热解温度/℃热解速度SJ工艺直立炉内热式空气、煤气730~700中速DG工艺直立式循环炉内热式半焦470~600快速MRF工艺多段回转炉外热式空气、烟气550~750中速ZDL工艺流化式循环流化床热解内热式循环热灰500~900快速BJY工艺移动床循环流化床热解内热式半焦、循环灰600~900快速BT工艺下行床循环流化床内热式热灰570~660快速我国煤炭低温干馏技术原理比较热解工艺原理加热方式热载体热解温度/℃热解速度SJ工艺直立炉我国煤炭低温干馏技术优缺点比较热解工艺优点存在问题环保、节能状况建议