煤熱解主要裝置和技術(shù)匯總

1、煤熱解主要裝置和技術(shù)（一）魯奇魯爾煤氣公司法（LurgiRuhrgas ）1.工藝簡介該法是由LurgiGmbH公司（聯(lián)邦德國）和 RuhrgasAG公司（美國）開發(fā)研 究的，其工藝流程見圖1-1。粒度小于5mm的煤粉與焦炭熱載體混合之后， 在重 力移動床直立反應(yīng)器中進(jìn)行干餾。粗煤氣壓緇分離T14|co-烯疑轉(zhuǎn)換廢氣熱利用2煤淮備熱空氣HjJUtCOj制靈甲烷化加壓轉(zhuǎn)換液犧燃料合咸天然氣魯奇魯爾煤飩參琢說工普流裡謝! 一希誡嚥輸囲 七愉灣 饗一融騙*一 幽捕締甫占!加氫反晦產(chǎn)生的煤氣和焦油蒸氣引至氣體凈化和焦油回收系統(tǒng)，循環(huán)的焦炭部分離開直立爐用風(fēng)動輸送機提升加熱， 與廢氣分離后作為熱載體再返

2、回到直立爐。在常壓下進(jìn)行熱解得到熱值為2632MJ / m3的煤氣，半焦以及煤基原油，后者是焦油產(chǎn) 品經(jīng)過加氫制得。2 .開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝過程在日處理能力12t煤的裝置上已經(jīng)掌握，并建立了日處理250t煤的試驗裝置以及日處理 800t煤的工業(yè)裝置。（二）大連理工大學(xué)固體熱載體干餾新技術(shù)1工藝簡介大連理工大學(xué)郭樹才等人開發(fā)的固體熱載體干餾新技術(shù)主要實驗裝置有混合 器、反應(yīng)槽、流化燃燒提升管、集合槽和焦油冷凝回收系統(tǒng)等。原料煤粉碎干燥后 加入原料槽。干餾產(chǎn)生的半焦為熱載體，存于集合槽，煤和半焦按一定的焦煤比分 別經(jīng)給料器進(jìn)入混合器。由于混合迅速而均勻，物料粒度小，高溫的半焦將熱量傳 給原料粒子，

3、加熱速度很快，煤即發(fā)生快速熱分解。由于煤粒熱解產(chǎn)生的揮發(fā)物引 出很快，二次熱解作用較輕，故新法干餾煤焦油產(chǎn)率較高。經(jīng)混合器混勻的物料進(jìn) 入反應(yīng)槽，在此完成干餾過程，析出干餾氣態(tài)產(chǎn)物，即揮發(fā)產(chǎn)物。反應(yīng)槽固態(tài)產(chǎn)物 半焦經(jīng)給料器進(jìn)入燃燒器。 半焦或加入的燃料與預(yù)熱的空氣進(jìn)行燃燒， 使半焦達(dá)到 熱載體規(guī)定的溫度，在提升管中被提升到一級旋風(fēng)分離器，半焦與煙氣分離。熱半 焦自一級旋風(fēng)分離器人集合槽， 作為熱載體循環(huán)。 多余的半焦經(jīng)排料槽作為干餾產(chǎn) 物外送。煙氣在二級旋風(fēng)分離器除塵后外排。干餾氣態(tài)產(chǎn)物自反應(yīng)槽導(dǎo)出后，經(jīng)過 除塵器、空冷器和水冷器析出焦油和水。 煤氣經(jīng)干燥脫去水分，在-30 C左右條件 下進(jìn)行

4、冷凍，回收煤氣中的汽油。凈煤氣經(jīng)抽氣機及計量后送出。2開發(fā)應(yīng)用狀況已完成多種油頁巖、南寧褐煤、平莊褐煤和神府煤的10kgh 的試驗室實驗，在內(nèi)蒙古平莊煤礦進(jìn)行了能力為 150td 的褐煤固體熱載體熱解的工業(yè)性實驗并 建成 5 5 萬 ta 的工業(yè)示范廠。（三） COED 法1 工藝簡介該工藝由美國 FMC 和 OCR 聯(lián)合開發(fā)，采用低壓、多段、流化床煤干餾工藝流程 見圖 1 2。平均粒度為0. 2mm的原料，順序通過四個串聯(lián)的反應(yīng)器，其中第一級反應(yīng) 器起煤的干燥和預(yù)熱的作用， 在最后一級反應(yīng)器中，用水蒸氣和氧的混合物對中間 反應(yīng)器中產(chǎn)生的半焦進(jìn)行部分氣化。氣化產(chǎn)生的煤氣作為熱解反應(yīng)器和干燥器的

5、熱 載體和流化介質(zhì)。借助于固相和氣相逆流流動，使反應(yīng)區(qū)根據(jù)煤脫氣程度的要求提 高溫度，有力地控制熱解過程的進(jìn)行。熱解在壓力3570kPa下進(jìn)行。最終產(chǎn)品為半焦、中熱值（1518MJ /m3 ）煤氣以及煤基原油，后者是用熱解液體產(chǎn)品在 壓力 仃21MPa下催化（Ni Mo）加氫制得的。2 .開發(fā)應(yīng)用狀況該工藝已有日處理能力36t煤的中間裝置，并附有油加工設(shè)備。（四）CSIRO工藝1.工藝簡介澳大利亞的CSIRO于20世紀(jì)70年代中期開始研究用快速熱解煤的方法以獲 取液體燃料，先后建立了 1g / h, 100g /h , 20kg /h三種不同規(guī)模的試驗裝置， 對多種煙煤、次煙煤、褐煤進(jìn)行了熱解

6、試驗。該工藝采用氮氣流化的沙子床為反應(yīng) 器，將細(xì)粉碎的煤粒（V 0. 2mm ）用氮氣噴入反應(yīng)器的沙子床中，加熱速度約為104 C/ s，熱解反應(yīng)的主要過程約在1s內(nèi)完成。另外對熱解焦油也進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分 析，并用幾種不同類型的反應(yīng)器進(jìn)行了焦油加氫處理的研究。2 .開發(fā)應(yīng)用狀況近期在試驗室開發(fā)具有最大液體產(chǎn)率的工藝方法，并建成23kg /h處理煤、用空氣或本工藝的循環(huán)氣作為流化介質(zhì)進(jìn)行干餾的中試廠。（五）美國鋼鐵公司潔凈焦炭法1.工藝簡介潔凈焦炭工藝采用熱解和加氫平行運行的方法以生產(chǎn)冶金焦、焦油、油品、有 機液體和氣體。在ERDA支持下已經(jīng)建立了實驗 PDU，并進(jìn)行了試驗。該工藝的熱解是在豎立二段

7、流化床內(nèi)進(jìn)行的。煤經(jīng)洗選后，一部分在流化床內(nèi)于富氫和基本無硫的循環(huán)煤氣存在的情況下進(jìn)行熱解，煤中的硫大部分脫除，產(chǎn)生的半焦用本工藝生產(chǎn)的焦油作為黏結(jié)劑壓制成型，型塊經(jīng)過改質(zhì)和燃燒，生產(chǎn)出堅硬、低硫的冶金焦和富氫氣體。另一部分煤首先和本工藝生產(chǎn)的載體油混合制成漿， 然后在2128MPa和482 C條件下進(jìn)行非催化加氫，最后把從殘渣中分出的液體 和氣體加工成液體燃料、化工原料和油，油返回本工藝。其工藝流程見圖1 - 3。細(xì)遴厠篠統(tǒng)刪醐算藝流確|已建成一座處理能力為227kg /d的實驗性PDU，該裝置包括干餾脫硫器、煤 加氫裝置和煤預(yù)氧化裝置。（六）Garrett法（西方研究公司熱解法）1.工藝簡

8、介Garrett法是美國西方研究公司研究開發(fā)的。將粉碎至0.1mm的煤粉，在常壓氣流床反應(yīng)器中進(jìn)行熱解（見圖1 -4 ）。半焦加熱器惰性氣發(fā)生器放空反應(yīng)器產(chǎn)品半煞產(chǎn)品焦油亠產(chǎn)品氣體H再洗滌器圏IT Gantt法工藝流程圖半焦倉產(chǎn)品倉該工藝是為生產(chǎn)液體和氣體燃料以及適于作動力鍋爐的燃料設(shè)計的，其依據(jù)是短停留時間快速干餾能獲得較高的焦油產(chǎn)率。熱載體是用經(jīng)空氣加熱的自產(chǎn)循環(huán)半 焦。熱解在幾分之一秒內(nèi)發(fā)生，停留時間小于2s，因而揮發(fā)物二次裂解最小，液體產(chǎn)率高。在577 C，焦油產(chǎn)率高達(dá)35 % （質(zhì)量）。在氣流床反應(yīng)器中，流化介 質(zhì)是利用炭化后的煤氣，經(jīng)分離出熱解半焦和液體產(chǎn)品之后返回到循環(huán)系統(tǒng)中。液

9、體產(chǎn)品進(jìn)行加氫制成煤基原油。此外還得到半焦和發(fā)熱量2224MJ /m3的中熱值煤氣。2 .開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝已建成日處理3. 6t煤的中間裝置并在寬范圍條件下進(jìn)行條件實驗。（七）Toscoal 法 1.工藝簡介Toscoal方法是美國油頁巖公司（OilShalecorp ）和RockyFlats研究中心開發(fā) 的。預(yù)先制備并預(yù)熱的煤送入回轉(zhuǎn)爐中（圖1 5），在此與赤熱的瓷球熱載體接觸而發(fā)生熱解。熱解產(chǎn)品引至氣體凈化和碳?xì)浠衔锘厥障到y(tǒng)。瓷球與半焦在機械分離器中分離后，用一部分自產(chǎn)干鎦煤氣燃燒的熱量直接加熱，然后作為循環(huán)固體熱載體再回到回轉(zhuǎn)爐中。加熱瓷球之后的廢氣用于煤的預(yù)熱。工藝的產(chǎn)品為半焦、

10、油和熱值為22MJ / m3的煤氣。廢氣煤準(zhǔn)備煤氣空氣冷卻圖ir皺鮑詡6 一藝解反翻J腎嚴(yán)豔恚L舞并船2 .開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝已在1976年建成的日處理25t煤的中間裝置上實驗成功，1982年興建 日處理能力6. 6萬噸煤的工業(yè)裝置。（八）日本的煤炭快速熱解法1.工藝簡介該方法是將煤的氣化和熱解結(jié)合在一起的獨具特色的熱解技術(shù)。它可以從高揮發(fā)分原料煤中最大限度地獲得氣態(tài)（煤氣）和液態(tài)（焦油和苯類）產(chǎn)品。其工藝流 程見圖1 6。原料繰苯類半焦氣化換熱器埠油|圖Ef 虧本快遠(yuǎn)燕鵠工藝波裡圖原料煤經(jīng)干燥，并被磨細(xì)到有 80 %小于0. 074mm后，用氮氣或熱解產(chǎn)生的 氣體密相輸送，經(jīng)加料器噴入反應(yīng)器的熱解段。 然后被來自下段半焦化產(chǎn)生的高溫 氣體快速加熱，在600950 C和0. 3MPa下，于幾秒內(nèi)快速熱解，產(chǎn)生氣態(tài)和 液態(tài)產(chǎn)物以及固體半焦。在熱解段內(nèi)，氣態(tài)與固態(tài)產(chǎn)物同時向上流動。固體半焦經(jīng) 高溫旋風(fēng)分離器從氣體中分離出來后，一部分返回反應(yīng)器的氣化段與氧氣和水蒸氣在15001650 C和0. 3MPa下發(fā)生氣化反應(yīng)，而為上段的熱解反應(yīng)提供熱源； 其余半焦經(jīng)換熱器回收余熱后， 作為固體半焦產(chǎn)品。從高溫旋風(fēng)分離器出來的高溫 氣體中含有氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，經(jīng)過一個間接式換熱器回收余熱，然后再經(jīng)脫苯、脫