煤低温干馏是一种煤干馏方法,其特点是使用相对较低的加热终温(通常在500~600℃之间),并在隔绝空气的条件下对煤炭进行加热分解。这一过程中会产生半焦、低温煤焦油、煤气和热解水。
工艺原理
煤低温干馏的过程是在隔绝空气的情况下,通过控制加热温度来实现煤炭的分解。这种干馏方法的特点在于其产生的焦油产率较高,而煤气产率相对较低。一般来说,半焦产量占总产品的50%~70%,低温煤焦油则占8%~25%,每吨原料煤所产生的煤气约为80~100立方米。
历史与发展
煤低温干馏技术最早出现在19世纪,最初主要用来制造灯油和蜡烛。随着电灯的普及,这项技术一度衰落。然而,在第二次世界大战前及其期间,为了满足战争需求,纳粹德国建立了一些大规模的低温干馏工厂,用于生产低温煤焦油并将其转化为汽油和柴油。战后,随着廉价石油的大规模开采,煤低温干馏工业的发展陷入了停滞状态,许多新的低温干馏方法大多停留在实验阶段。
技术分类
煤低温干馏的技术发展经历了多个历史阶段,出现了多种不同的方法。成功应用于工业生产的低温干馏方法主要有两类:外热式和内热式。外热式炉利用炉壁传递热量,而内热式炉则是通过直接接触的加热介质来进行加热。内热式炉又分为固体热载体法和气体热载体法。
内热式气体热载体法
典型的内热式气体热载体法是鲁奇-斯皮尔盖斯低温干馏法,它采用了内热式垂直连续炉,也就是所谓的三段炉。这种方法在中国被称为三段炉,因为它的炉膛从上往下依次分为干燥段、干馏段和冷却段。褐煤矿或压制好的型块在炉内自上而下移动,与燃烧气逆流接触受热。炉顶原料的含水量约为15%,在干燥段脱除水分至1.0%以下,逆流而上的约250℃热气体冷至80~100℃。干燥后原料在干馏段被600~700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃,发生热分解;热气体冷至约250℃,生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤,得到焦油和热解水。德国、美国、苏联、捷克斯洛伐克、新西兰和日本都曾建有此类炉型。东北地区也曾建此种炉。60年代初,在中国曾采用的气燃式炉也属此类型,后因大量廉价天然石油的开采而停产。
内热式固体热载体法
另一种内热式低温干馏法是鲁奇-鲁尔盖斯法(简称L-R法),这是一种固体热载体内热式的方法。该方法适用于处理褐煤矿、非黏结性煤、弱黏结性煤以及油母页岩。20世纪50年代,在联邦德国多斯滕建造了一套处理能力为10t/h煤的中间试验装置,使用的热载体是固体颗粒(如小瓷球、砂子或半焦)。由于过程产品气体不含废气,因此后处理系统的设备尺寸较小,煤气热值较高,可达20.5~40.6MJ/立方米。此法由于温差大,颗粒小,传热极快,因此具有很大的处理能力。所得液体产品较多、加工高挥发分煤时,产率可达30%。L-R法的工艺流程是先将初步预热的小块原料煤与来自分离器的热半焦在混合器内混合,发生热分解作用。随后进入缓冲器,停留一段时间以完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部,由热空气提送,同时在提升管中烧去其中的残碳,使温度升高,然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器,如此循环。从混合器逸出的挥发物,经除尘、冷凝和冷却、回收油类,得到热值较高的煤气。
参考文献
- 天津大学燃料化学工业教研室编:《低温干馏工程》,上册,石油工业出版社,北京,1959年。
- M.A.Elliott edc, 化学 of Coal Utilization, 2nd Sup.vol., John Wiley \u0026 Sons, New York, 1981年。
参考资料
煤低温干馏.https://www.doc88.com/p-806248204267.html.2024-11-28
《煤化工工艺学》__煤的低温干馏.https://wenku.baidu.com/view/0c41d1e926c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ecec.html?_wkts_=1732758256313&bdQuery=%E7%85%A4%E4%BD%8E%E6%B8%A9%E5%B9%B2%E9%A6%8F&needWelcomeRecommand=1.2024-11-28
煤高温低温干馏和低温干馏区别.https://b2b.baidu.com/q/aland?q=0A737116070B7C04070B7100083A73047C04070B7100083A0E317839&id=qidd5876c3d5c70daecefd8b9350f6145a1&answer=8706545323549918255&utype=2.2024-11-28