榆林煤低温干馏生产工艺及污染治理技术

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1、万方数据★加工转化★榆林煤低温干馏生产工艺及污染治理技术1概述赵世永(西安科技大学化学与化工系，陕西省西安市，710054)摘要从榆林煤低温干馏生产的主要设备、主要生产工艺两方面，全面介绍了当地目前煤化工的生产技术现状，详细分析了生产过程中产生污染的主要环节及污染治理措施，并提出了根本解决煤炭资源利用率低、环境污染严重等问题的基本思路和途径。关键词干馏炉低温干馏资源利用环境污染榆林是中国的煤都，是国家批准建设的能源化工基地。全市煤炭资源探明储量为1460亿t，占全国探明储量的15％。其中侏罗纪煤是主

2、力煤田，煤质具有低灰、低硫、低磷、高发热量的特点，是优质低温干馏、工业气化、液化和动力用煤。2005年，全市煤炭产量首次突破亿吨大关，煤炭工业产值首次突破百亿元。煤在隔绝空气下加热至高温600℃左右所发生的一系列复杂的物理、化学变化过程，称为煤的低温干馏。低温干馏目前是榆林最大的煤转化工业。2005年，半焦产量达到2220万t，焦油202万t。由于生产技术落后，这些生产企业设计煤、焦产出比例为1．65：1，而实际上生产耗煤超设计标准10％左右，造成半焦产率低；筛分的煤粉基本被弃掉，煤气基本全部外排，

3、煤焦油回收率低，只能达到70％～80％。按全市半焦产量测算，每年约损失焦油20多万t、煤气15亿m3、煤炭80多万t，直接经济损失约6亿多元。同时生产过程中产生的废水、废气、废渣严重污染环境，已经成为陕北能源化工基地建设中急待解决的关键难题之一。2生产技术现状及存在的问题2．1低温干馏炉干馏炉是煤低温干馏生产工艺中的主要设备。其主要要求干馏物料加热均匀，干馏过程易控制，可用的原料类别宽，原料煤粒尺寸范围大，导出的58挥发物二次热解作用小等。鲁奇低温干馏炉是工业上已采用的典型炉型，其采用气体热载体内热

4、式垂直连续进料，在中国俗称三段炉，即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段3部分。榆林现有294家低温干馏生产半焦的厂家，主要采用内热式直立干馏炉。该炉型是在鲁奇三段炉的基础上，总结了当地内热式直立方炉和复热式直立炭化炉的技术优点及生产实践经验，并根据当地的煤质特点而研制的。其主要工艺特点为：炉内采用大空腔设计，干燥段、干馏段没有严格的界限，干馏、干燥气体热载体不分；炽热的半焦进入炉底水封槽，用水冷却，采用拉盘和刮板机导出于馏产品；部分荒煤气和空气混合进入炉内花墙，经花墙孔喷出燃烧，生成千馏用的气体热载

5、体将煤块加热干馏；煤气由炉顶集气伞引出进入冷却系统。该干馏炉和国内外先进炉型相比，炉体工艺简单，属于简易型机械化炼焦炉。从榆林地区低温干馏煤行业的发展现状来看，其技术和当地煤种特点相适应，其工艺水平与国内外相关技术相比具有自己的特点，经多年的生产实践检验和改进，已输出到国外。但其不足之处在于：①干燥和干馏气体热载体部分不足，导致出炉煤气热值低，难以符合工业和民用要求，对后续进一步加工利用造成巨大影响；②采用水封冷却出焦方式，表面看起来避免了由于煤气泄漏造成的环境污染，实际在生产中，黑褐色的熄焦高温废

6、水，向空气中会发出大量有毒有害的气体；③由于半焦是从水里捞出，还需要浪费中国煤炭第33卷第4期2007年4月万方数据大量的煤气燃烧去烘干半焦；④煤干馏炉规模小，难以大型化。目前规模均为3～5万t／a的小型炉，属国家限制和淘汰的对象之一；⑤由于气体热载体必须由下向上穿过料层，要求料层有足够的透气性，并使气流分布均匀，所以入料粒度应为20～80mm，需要由原煤破碎和筛分，其产率不高，价格还高于原煤；⑥于馏炉加料过程粉尘问题未得到有效解决。2．2低温干馏工艺图1干馏煤生产工艺流程图1、储煤仓}2、直立干馏

7、炉；3、熄焦池；4、半焦刮板机；5、文氏管塔；6、旋流板塔；7、鼓风机；8、焦油氨水分离池；9、焦油泵；10、氨水泵；11、焦油池；12、斗式提升机；13、回炉加热煤气管道榆林现有低温焦化工艺，其技术路线大多是：将低变质煤经自然干燥，然后在内热式直立炭化炉内进行炭化处理，700℃左右条件下物料在隔绝空气的炭化炉中发生脱水、干馏、裂解等一系列反应，产生荒煤气、煤焦油和半焦。其工艺流程见图1。原料煤由斗式提升机提升到炉顶储煤仓，并连续加入干馏炉，经预热段进入干馏段，干馏所用热量主要由回炉煤气与空气在火道

8、内混合均匀后，经火口进入干馏段燃烧，干馏段下部成品干馏煤落入水封槽冷却，然后排出。荒煤气在干馏室内沿料层上升，通过煤气收集罩、上升管、桥管先后经文氏管塔、旋流板塔洗涤，煤气在风机的作用下回炉加热，剩余部分放散。焦油进入沉淀池脱水，然后集中在焦油池进行静置恒温加热和2次脱水，脱水后的焦油即为成品油。该低温焦化工艺流程简单，设备较为落后，油气分离不彻底，造成焦油回收率不高。干馏炉煤气热值低，煤气大部分没有回收加工利用，放空燃榆林煤低温干馏生产工艺及污染治理技术烧，资源浪费