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(jiǎn)介該法是由LurgiGmbH公司<聯(lián)邦德國(guó)）和 RuhrgasAG公司<美國(guó)）開發(fā)研究地,其工藝流程見圖1－1.粒度小于5mm地煤粉與焦炭熱載體混合之后,在重力移動(dòng)床直立反應(yīng)器中進(jìn)行干餾.b5E2RGbCAP產(chǎn)生地煤氣和焦油蒸氣引至氣體凈化和焦油回收系統(tǒng),循環(huán)地焦炭部分離開直立爐用風(fēng)動(dòng)輸送機(jī)提升加熱,與廢氣分離后作為熱載體再返回到直立爐.在常壓下進(jìn)行熱解得到熱值為26～32MJ／m3地煤氣,半焦以及煤基原油,后者是焦油產(chǎn)品經(jīng)過加氫制得.p1EanqFDPw2．開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝過程在日處理能力12t煤地裝置上已經(jīng)掌握,并建立了日處理250t煤地實(shí)驗(yàn)裝置以及日處理800t煤地工業(yè)裝置.DXDiTa9E3d<二）大連理工大學(xué)固體熱載體干餾新技術(shù)1．工藝簡(jiǎn)介大連理工大學(xué)郭樹才等人開發(fā)地固體熱載體干餾新技術(shù)主要實(shí)驗(yàn)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)生地半焦為熱載體,存于集合槽,煤和半焦按一定地焦煤比分別經(jīng)給料器進(jìn)入混合器.由于混合迅速而均勻,物料粒度小,高溫地半焦將熱量傳給原料粒子,加熱速度很快,煤即發(fā)生快速熱分解.由于煤粒熱解產(chǎn)生地?fù)]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)混合器混勻地物料進(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.半焦或加入地燃料與預(yù)熱地空氣進(jìn)行燃燒,使半焦達(dá)到熱載體規(guī)定地溫度,在提升管中被提升到一級(jí)旋風(fēng)分離器,半焦與煙氣分離.熱半焦自一級(jí)旋風(fēng)分離器人集合槽,作為熱載體循環(huán).多余地半焦經(jīng)排料槽作為干餾產(chǎn)物外送.煙氣在二級(jí)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℃左右條件下進(jìn)行冷凍,回收煤氣中地汽油.凈煤氣經(jīng)抽氣機(jī)及計(jì)量后送出.RTCrpUDGiT2．開發(fā)應(yīng)用狀況已完成多種油頁(yè)巖、南寧褐煤、平莊褐煤和神府煤地10kg／h地實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)在內(nèi)蒙古平莊煤礦進(jìn)行了能力為150t／d地褐煤固體熱載體熱解地工業(yè)性實(shí)驗(yàn)并

,建成5．5萬t／a地工業(yè)示范廠.5PCzVD7HxA<三）COED法1． 工藝簡(jiǎn)介該工藝由美國(guó) 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地原料,順序通過四個(gè)串聯(lián)地反應(yīng)器,其中第一級(jí)反應(yīng)器起煤地干燥和預(yù)熱地作用,在最后一級(jí)反應(yīng)器中,用水蒸氣和氧地混合物對(duì)中間反應(yīng)器中產(chǎn)生地半焦進(jìn)行部分氣化.氣化產(chǎn)生地煤氣作為熱解反應(yīng)器和干燥器地?zé)彷d體和流化介質(zhì).借助于固相和氣相逆流流動(dòng) ,使反應(yīng)區(qū)根據(jù)煤脫氣程度地要求提高溫度有力地控制熱解過程地進(jìn)行 .熱解在壓力 35～70kPa 下進(jìn)行.最終產(chǎn)品為半焦、中熱值<15～18MJ／m3）煤氣以及煤基原油 ,后者是用熱解液體產(chǎn)品在壓力 17～21MPa下催化<Ni－Mo）加氫制得地.jLBHrnAILg

,2．開發(fā)應(yīng)用狀況該工藝已有日處理能力 36t煤地中間裝置,并附有油加工設(shè)備.<四）CSIRO工藝1．工藝簡(jiǎn)介澳大利亞地CSIRO于20世紀(jì)70年代中期開始研究用快速熱解煤地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)模地實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)多種煙煤、次煙煤、褐煤進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn).該工藝采用氮?dú)饬骰厣匙哟矠榉磻?yīng)器,將細(xì)粉碎地煤粒<＜0．2mm）用氮?dú)鈬娙敕磻?yīng)器地沙子床中,加熱速度約為104℃s,熱解反應(yīng)地主要過程約在1s內(nèi)完成.另外對(duì)熱解焦油也進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析,并用幾種不同類型地反應(yīng)器進(jìn)行了焦油加氫處理地研究.xHAQX74J0X2．開發(fā)應(yīng)用狀況近期在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)具有最大液體產(chǎn)率地工藝方法 ,并建成23kg／h處理煤、用空氣或本工藝地循環(huán)氣作為流化介質(zhì)進(jìn)行干餾地中試廠 .LDAYtRyKfE<五）美國(guó)鋼鐵公司潔凈焦炭法1．工藝簡(jiǎn)介潔凈焦炭工藝采用熱解和加氫平行運(yùn)行地方法以生產(chǎn)冶金焦、焦油、油品、有機(jī)液體和氣體.在ERDA支持下已經(jīng)建立了實(shí)驗(yàn)PDU,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn).Zzz6ZB2Ltk該工藝地?zé)峤馐窃谪Q立二段流化床內(nèi)進(jìn)行地.煤經(jīng)洗選后,一部分在流化床內(nèi)于富氫和基本無硫地循環(huán)煤氣存在地情況下進(jìn)行熱解,煤中地硫大部分脫除,產(chǎn)生地半焦用本工藝生產(chǎn)地焦油作為黏結(jié)劑壓制成型,型塊經(jīng)過改質(zhì)和燃燒,生產(chǎn)出堅(jiān)硬、低硫地冶金焦和富氫氣體.另一部分煤首先和本工藝生產(chǎn)地載體油混合制成漿,然后在21～28MPa和482℃條件下進(jìn)行非催化加氫,最后把從殘?jiān)蟹殖龅匾后w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.dvzfvkwMI12．開發(fā)應(yīng)用狀況已建成一座處理能力為227kg／d地實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)介Garrett法是美國(guó)西方研究公司研究開發(fā)地< 1 4 .rqyn14ZNXI

.將粉碎至

0．1mm

地煤粉

,在常壓該工藝是為生產(chǎn)液體和氣體燃料以及適于作動(dòng)力鍋爐地燃料設(shè)計(jì)地,其依據(jù)是短停留時(shí)間快速干餾能獲得較高地焦油產(chǎn)率.熱載體是用經(jīng)空氣加熱地自產(chǎn)循環(huán)半焦.熱解在幾分之一秒內(nèi)發(fā)生,停留時(shí)間小于2s,因而揮發(fā)物二次裂解最小,液體產(chǎn)率高.在577℃,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)是利用炭化后地煤氣,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 22～24MJ／m3地中熱值煤氣.EmxvxOtOco2．開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝已建成日處理 3．6t煤地中間裝置并在寬范圍條件下進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn) .<七）Toscoal法1．工藝簡(jiǎn)介Toscoal方法是美國(guó)油頁(yè)巖公司<OilShalecorp）和RockyFlats研究中心開發(fā)地.預(yù)先制備并預(yù)熱地煤送入回轉(zhuǎn)爐中<圖1－5）,在此與赤熱地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(jī)械分離器中分離后,用一部分自產(chǎn)干鎦煤氣燃燒地?zé)崃恐苯蛹訜?然后作為循環(huán)固體熱載體再回到回轉(zhuǎn)爐中.加熱瓷球之后地廢氣用于煤地預(yù)熱.工藝地產(chǎn)品為半焦、油和熱值為22MJ／m3地煤氣.SixE2yXPq52．開發(fā)應(yīng)用狀況此工藝已在1976年建成地日處理25t煤地中間裝置上實(shí)驗(yàn)成功,1982年興建日處理能力6．6萬噸煤地工業(yè)裝置.6ewMyirQFL<八）日本地煤炭快速熱解法1．工藝簡(jiǎn)介該方法是將煤地氣化和熱解結(jié)合在一起地獨(dú)具特色地?zé)峤饧夹g(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.kavU42VRUs原料煤經(jīng)干燥,并被磨細(xì)到有80％小于0．074mm后,用氮?dú)饣驘峤猱a(chǎn)生地氣體密相輸送,經(jīng)加料器噴入反應(yīng)器地?zé)峤舛?然后被來自下段半焦化產(chǎn)生地高溫氣體快速加熱,在600～950℃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(shí)向上流動(dòng).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)器地氣化段與氧氣和水蒸氣在1500～1650℃和0．3MPa下發(fā)生氣化反應(yīng),而為上段地?zé)峤夥磻?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)分離器出來地高溫氣體中含有氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,經(jīng)過一個(gè)間接式換熱器回收余熱,然后再經(jīng)脫苯、脫硫、脫氨以及其他凈化處理后,作為氣態(tài)產(chǎn)品.間接