煤的焦化、液化、气化

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1、一、煤的焦化一、煤的焦化（一）煤炭焦化的定义煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。（二）烟煤炼焦技术煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。最终形成焦炭。实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。1、开燥脱吸阶段：120℃以前放出外在水分和内在水分，

2、200℃以前析出吸附于煤孔隙中的气体。2、热解开始阶段：这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300℃发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。3、胶质体产生和固化阶段：大部分黏结性烟煤在350-450℃大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。4、半焦收缩和焦炭形成：500℃左右黏结性

3、烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。温度继续升高，700℃之前，半焦内释放出的挥发物以H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。700-950℃半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。二、煤的气化（一）煤炭气化的定义煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供

4、给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。（二）气化的分类：目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，：1、按入炉煤粒度划分的有粉煤（100-200目）气化，小粒度煤（0-10mm）气化、块煤（6-100mm）气化。2、按煤在炉内状况划分界线的有固定床（或称移动床）气化、流化床（或称沸腾床）气化、气流床气化、熔渣床（或称熔盐床）气化。3、按气化介质划分的有空气、空气-蒸汽、富氧空气-蒸

5、汽、蒸汽和氢气等。4、按煤气用途划分的有燃料煤气、城市煤气、高热值煤气、还原气等。5、按煤气热值划分的有低热值气（1000-1500KCAL/m3）和高热值煤气(4000KCAL/m3)以上。6、按排灰方式划分，有固态排渣、液态排渣、灰团聚排渣气化。7、按操作方式划分，有常压气化和加压气化。以下主要介绍按煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：1、固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，

6、甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。对煤的要求：对煤种有一定要求，煤的黏结性不能太强，要求使用块煤2、流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。对煤的要求：对原料煤性质有一定要求，一般要求使用化学反应性好的年轻褐煤、长焰煤和不黏煤，不适用于有黏结性的煤，灰熔融性软化温度（ST）要求较高。3、气流床气化：它是一种并流气化，用气化剂将

7、粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。对煤的要求：对煤质基本没有要求，适应性广。煤粉在炉内停留1-2S即完成了气化。4、熔浴床气化：它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。以上均为地面气化，还有地下气化工艺。三、煤的液化（一）煤液化的定义煤的液化就是在一定条件下（温度、压力、催化剂、溶剂、氢气等）将固体煤炭转

8、化为烃类液体燃料和化工原料的过程。煤炭液化油也叫人造石油，煤和石油都是主要由C、H、O这三种元素构成，但煤的平均分子量大于