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1、“十二五”期间，从原来的储备煤炭基地,正式成为我国的第十四个大型煤炭基地。哈密探明煤炭储量约2000亿吨，预测资源量5708亿吨，占全国预测资源量3.88万亿吨的14.7%，占新疆预测资源量2.19万亿吨的26.1%，居全疆第一位。主要分布在三道岭、沙尔湖、大南湖、巴里坤、三塘湖、淖毛湖、野马泉七大煤区。,1.绪论,1.4煤的转化形式,燃烧热解液化气化,电力、蒸汽、热能,焦炭、半焦、煤焦油、焦炉气,油品、其他化工产品,化工合成气、城市燃气,煤,1.绪论,煤,气化,直接液化,低温干馏,其他加工,炼焦,活性炭、褐煤蜡、炭分子筛,半焦,低温煤焦油,荒煤气,加工,加工,还原剂、无烟燃料,液体燃料、酚、

2、沥青,燃料气、氢、LNG、发电,燃料气、氢、LNG、发电,乙炔化学品,冶金焦、气煤焦,焦炭,电石,电石炉,石灰石,加工,焦油,焦炉煤气,分离,粗苯,苯、甲苯、二甲苯,煤气,加工,萘、蒽、吡啶、酚、沥青,液化油,加工,液体燃料、化学品,煤气,净化,氨合成甲醇合成乙酐合成费托合成,合成氨,甲醇,乙酐、乙酸甲酯,煤化工产品,1.绪论,煤化工分类,2.煤的低温干馏,2.1煤干馏煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程。煤干馏按加热终温不同，可大致分为三种：低温干馏500600；中温干馏600900；高温干馏9001100；,2.煤的低温干馏,褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低阶煤，

3、适用于低温干馏加工。以褐煤为原料进行低温干馏，可把约3/4的原煤热值集中于半焦，而半焦质量通常还不到原煤的一半，从而使褐煤得到提质。最佳热解温度均随煤阶降低而降低。在褐煤使用上应坚持“用煤先取油”的原则。,2.煤的低温干馏,2.2低温干馏产品煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤的性质、干馏炉结构和加热条件。一般焦油产率为6%-25%；半焦产率为50%-70%；煤气产率为80-200m3/t（原料干煤）。,2.煤的低温干馏,2.2低温干馏产品2.2.1半焦低温干馏半焦的孔隙率为35%-55%，反应性和比电阻都比高温焦炭高。半焦是铁合金生产的优良炭材，其能使电炉池电阻增大，节省电能。半焦还可用作

4、高炉喷吹料、粉矿烧结、民用型焦等。半焦块度与原煤块度、强度、热稳定性、干馏炉结构、加热速度及温度梯度等有关。,2.煤的低温干馏,2.2.1半焦质量指标,2.煤的低温干馏,2.2.2焦油焦油的密度通常在0.95-1.1g/cm3之间，低温煤焦油比高温煤焦油轻。低温煤焦油中：,2.煤的低温干馏,低温干馏粗煤气冷却时产生的废水密度略大于1g/cm3，水质酸性或中性，水中含有低级醇类、甲酸和其他可溶于水的酸类及酚类，还含有硫和氮化合物，所以在排出时需要加以处理。2.2.3煤气低温干馏煤气密度为0.91.2Kg/m3。内热式低温干馏炉由于煤气被热载体烟气冲稀，热值降低了34倍。,2.煤的低温干馏,2.3

5、干馏产品的影响因素低温干馏产品的产率和性质与原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力有关。干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区的停留时间对产品产率和性质也有影响。煤加热温度场的均匀性以及二次热解的深度对其者都有影响。,2.煤的低温干馏,2.3.1原料煤不同的煤开始热解的温度不同，煤化度低的煤开始热解的温度也低，泥煤为100-160；褐煤为200-290；长焰煤、气煤为320；肥煤为350；焦煤为360。煤的块度对热解产物也有影响，一般煤的块度增加，焦油产率降低。,2.煤的低温干馏,2.3.2加热终温煤受热到100-120时，所含水分基本脱除，一般加热到300左右煤发生热解，高于300

6、时，开始大量析出挥发分。焦油形成在550左右结束，当温度高于600，半焦向焦炭转化，当温度升到1000，气态产物中氢气含量增加，煤气产率增加，半焦、焦油产率降低。,2.煤的低温干馏,2.3.3加热速度、压力提高煤的加热速度会降低半焦产率，煤气产率也会稍有下降，焦油产率会增加，但焦油中的重质组分明显增加。一般压力增大，焦油产率降低，半焦和气态产物产率增加，半焦强度提高。,2.煤的低温干馏,2.4低温干馏主要炉型干馏炉是低温干馏生产工艺的主要设备，它应保证过程效率高、操作方便可靠、易于控制、原料适应性广、物料加热均匀、原料煤尺寸范围大、挥发物二次热解作用小、造价适度、环保节能等。,2.煤的低温干馏

7、,煤,半焦,外热式,内热式,煤,干馏按供热方式不同，分为外热式和内热式,煤,半焦,煤,热量,气体热载体,气态干馏物,2.煤的低温干馏,2.4.1焦炉焦炉是典型的外热式干馏炉。由于干馏室和燃烧室不相通，干馏挥发物与燃烧烟气不相混合，保证了挥发产物不被稀释。存在靠近加热炉墙的料温高，离炉墙远的料温低，加热不匀导致半焦质量不匀的缺点，由于二次热解反应，还降低了焦油产率。为此，需要混合炉内煤料、减薄煤层厚度或降低加热速度。后两项措施将导致炉子生产能力降低。,2.煤的低温干馏,2.4.2内热式干馏炉具有结构简单、热效率高、加热均匀等优点。同时，也存在入炉煤料必须是块煤，并希望粒度范围窄（需要筛分，提高了

8、入炉原煤的价格）；气体热载体稀释了干馏气态产物，煤气热值降低，体积量增大，增大了输送、处理的工作量；不适合处理黏结性较高的煤等缺点。低温干馏炉因加煤和煤料移动方向不同，还可分为立式炉、水平炉、斜炉和转炉。,2.煤的低温干馏,鲁奇三段炉煤在由炉上部向下移动过程中可分为三段：依次为干燥段、干馏段和冷却段。排焦机构控制炉子的生产内力。一台处理褐煤300500t/d的鲁奇炉，可得型焦150250t/d；焦油1060t/d。,2.煤的低温干馏,鲁奇三段炉,1.干燥段 2.干馏段 3.连通管 4.干燥段炉排5.引风道 6.集气室 7.风板 8.风机9.通风道 10.混合室11.干燥段燃烧室 12.燃烧器1

9、3.干馏段炉排 14.半焦槽15.引风道 16.通风道17.风机 18.混合室 19.煤气道 20.干馏煤气集气室,2.煤的低温干馏,2.4.3固体热载体干馏工艺托斯考工艺（Toscoal）托斯考法干馏非黏结性煤的粒度最好小于12.7mm,瓷球粒度应略大于此值。产生的半焦粒度一般小于6.3mm。常用的干馏温度为430540。,2.煤的低温干馏,托斯考工艺（Toscoal）,预热提升器,煤仓,旋风器,洗尘器,瓷球加热器,干馏转炉,冷却器,瓷球提升器,分离塔,煤,煤,煤,热煤,热球,煤气,空气,瓷球,热气,烟气,半焦,半焦,粗煤气,粗焦油,瓷球,气固分离器,3.炼焦及化产的回收与精制,3.1焦炭生

10、产的工艺流程,原煤,洗选,配煤,粉碎,捣固,焦化,初冷,熄焦,筛分,焦炭,捕油,脱苯,储存,3.炼焦及化产的回收与精制,3.2煤的成焦过程煤在焦炉内隔绝空气加热到1000左右，可获得焦炭、化学产品和煤气，此过程称为高温干馏或高温炼焦，一般简称炼焦。,煤,胶质体,半焦,焦炭,干燥预热阶段,胶质体形成阶段,半焦形成阶段,焦炭形成阶段,350,350480,480650,650950,3.炼焦及化产的回收与精制,焦炉从两侧加热固化收缩，故成熟的焦饼，在中心面上有一条缝，称为焦缝。靠近炉墙的焦炭，裂纹很多，状如菜花，有焦花之称。,焦炭层,半焦层,胶质层,干煤层,湿煤层,炉墙,中心,入炉,2小时,3小时

11、,5小时,7小时,10小时,11小时,15小时,3.炼焦及化产的回收与精制,由于胶质层透气性差，在两胶质层之间由煤带入的水分形成的大量蒸汽，只能上行进入炉顶空间，这部分气体称为里行气。由于胶质体固化和半焦热解产生大量气态产物，沿着焦饼裂纹及炉墙与焦饼之间的空隙，进入炉顶空间，这部分气体称为外行气。里行气占10%左右，外行气占90%左右。,3.炼焦及化产的回收与精制,干煤的全焦产率一般为6575%。吨干煤产煤气量为300420m3，产焦油为35%，产粗苯为11.3%。焦炭主要用于高炉炼铁、铸造、气化、电石和有色金属冶炼等；煤气可以用来合成氨，生产化肥及燃料；液体产物有焦油、苯、甲苯、酚、萘、蒽和

12、沥青等。,3.炼焦及化产的回收与精制,3.3配煤和焦炭质量由于焦煤储量不足，单用焦煤焦饼收缩小，推焦困难，易胀坏炉体，化产产率小等问题，一般采用46种煤配煤炼焦。炼焦用煤主要由焦煤、肥煤、气煤、瘦煤和其它煤种构成。,3.炼焦及化产的回收与精制,肥煤的黏结性高，配煤中如有肥煤，可以提高化产和煤气产率，可以配掺黏结性差的煤种，能形成与炉墙平行的横裂纹，焦炭较碎，强度不好。气煤的挥发分高，黏结性低，收缩大，适当配入气煤，可使推焦容易，提高化产和煤气产率，能形成垂直于炉墙的纵裂纹，焦炭碎，强度低。瘦煤黏结性低，能提高焦炭强度，降低半焦收缩，使裂纹减少，过多会导致耐磨性变差。,3.炼焦及化产的回收与精制

13、,配煤水分含量对焦炉产量和炉体寿命有很大影响，一般应10%。配煤灰分应小于12%，因焦炭灰分要比配煤大1.4倍左右，一般规定焦炭灰分要求小于15%。配煤挥发分Vdaf一般为2532%，胶质层厚度Y一般大于1520mm，黏结指数G为5882。配煤硫分应小于1%。,3.炼焦及化产的回收与精制,焦炭真密度介于1.871.95g/cm3，焦炭视密度介于0.881.08g/cm3。高炉焦炭的比电阻一般为0.070.1cm，气煤焦炭的比电阻一般为0.10.2cm。焦炭强度包括耐磨和抗碎强度，通常用转鼓测定，一般用M40和M10表示焦炭机械强度，M40为7585%，M10为69%。高炉焦炭的其它指标,3.炼

14、焦及化产的回收与精制,3.4现代焦炉3.4.1焦炉概述焦炉主要由：炭化室、燃烧室和蓄热室三部分构成。附有加煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等焦炉机械。,3.炼焦及化产的回收与精制,焦炉推焦侧,焦炉出焦侧,3.炼焦及化产的回收与精制,出焦过程,推焦车（加煤车）,导焦车,熄焦车,熄焦塔,3.炼焦及化产的回收与精制,3.4.1焦炉概述现化焦炉炭化室尺寸：宽度：350-600mm全长：11000-20000mm高度：3000-8000mm高度增加受到上下加热均匀的限制，长度增加受到推焦和推焦杆机构的限制。,屹利焦炉宽度：500mm全长：14080mm（13280mm）高度：4300mm（4100mm）有效容积：24.26m3,3.炼焦及化产的回收与精制,3.炼焦及化产的回收与精制,3.4.1焦炉概述炭化室有效容积小于全室容积，需要留有顶部空间，高约300mm，以便导出炼焦产生的粗煤气。焦炉上部有3-5个加煤孔。加热系统内的气流是变换的，每隔20-30分钟改变一次方向。,3.炼焦及化产的回收与精制,3.炼焦及化产的回收与精制,3.4.2焦炉的类型根据火道结构形式的不同，焦炉可分为：二分式、双联火道、过顶式；根据加热煤气的方式不同，焦炉可分为：单热式、复热式；根