淺談煤化工中的煤低溫干餾付玉強、.龍煤集團雞西分公司東海礦、黑龍江省雞西市、158100摘要:為了解決石油短缺問題，煤化工便產(chǎn)生了，煤化工包括煉焦化學工業(yè)、煤氣工業(yè)、煉制人造石油工業(yè)、煤制人造石油工業(yè)、煤制化學品工業(yè)以及其他煤加工制品工業(yè)等。本文簡單介紹了煤化學工業(yè)，綜述了煤化工中的煤的低溫干餾。關(guān)鍵詞:煤化工;低溫干餾;半焦;影響因素引言:目前，化學工業(yè)中石油化工發(fā)展比較快，占據(jù)主導地位，煤化工的工業(yè)生產(chǎn)所占比重不大。因為目前石油還供過于求，價格低廉，但石油儲量有限，總有一天要枯竭，按目前耗用速度，石油使用年限估計為幾十年，而且那些開采容易，生產(chǎn)費用低的油田均已發(fā)現(xiàn)并在開采。在以后的年代里，石油的開采將逐漸轉(zhuǎn)移到條件艱難的地方，開采費用也將大大提高，因而迫使人們尋求新的能源和化工原料來代替石油，于是人們開始重視了煤化工。1.煤化學工業(yè)的簡介煤化學工業(yè)是以煤為原料經(jīng)過化學加工實現(xiàn)煤綜合利用的工業(yè)，簡稱煤化工。煤化工包括煉焦化學工業(yè)、煤氣:工業(yè)、煉制人造石油工業(yè)、煤制人造石油工業(yè)、煤制化學品工業(yè)以及其他煤加工制品工業(yè)等[1]。2.煤的低溫干餾煤在隔熱空氣條件下，受熱分解生成煤氣、焦油、粗苯和焦炭的過程，成為煤干餾。按加熱終溫的不同，可分為三種:低溫干餾、高溫干餾、中溫干餾。煤低溫干餾過程僅是一一個加熱工過程，常壓生產(chǎn)，不用加氫，不用氧氣即可制的煤氣和焦油，實現(xiàn)了煤的部分氣化和液化。低溫干餾的氣化或液化工藝過程簡單，加工條件溫和，投資少，生產(chǎn)成本底，煤低溫干餾生產(chǎn)在經(jīng)濟上也是有競爭能力的。褐煤、長焰煤和高揮發(fā)分的不黏煤等低價煤，適于低溫干餾加工。褐煤半焦反應性好，適于作還原反應的煤料。半焦含硫比原煤低，低硫半焦燃料有利于環(huán)境保護。低階煤無粘結(jié)性,有利于在移動床或流化床干餾爐中處理。最佳熱解溫度均隨煤階降低而降低，低階煤開始熱解溫度低[2]。2. 1低溫干餾產(chǎn)品煤低溫干餾產(chǎn)物的產(chǎn)率和組成取決于原料煤性質(zhì)、干餾爐結(jié)構(gòu)和加熱條件。-般焦油產(chǎn)率為6-25%;半焦產(chǎn)率為50-70%;煤氣產(chǎn)率為80-200m/to2.2半焦低溫干餾半焦的空隙率為30-50%，反應性和比電阻都比高溫焦炭高得多。原料煤的煤化度越低，半焦的反應能力和比電阻越高。半焦強度一般不高， 低于高溫焦炭。半焦可用于電爐冶煉和化學反應等過程，這些用途對于燃料機械強度要求不高，半焦的快度和強度可以滿足要求。半焦塊度與原料煤的快度、強度和熱穩(wěn)定性有關(guān)，也與低溫干餾爐的結(jié)構(gòu)、加熱速度以及溫度梯度有關(guān)。- -般移動床干餾爐用原料煤塊度為20-80mm。低溫干餾半焦應用較廣，其中一部分用作優(yōu)質(zhì)的民用和動力用燃料，因為半焦燃燒時無煙，加熱時不形成焦油，而多數(shù)煤受熱時有焦油生成，表現(xiàn)燃燒時冒黃煙。此外，半焦反應性好，燃燒的熱效率高于煤。民用半焦應當有一-定塊度，并且應當均勻。氣化用半焦用于移動床氣化爐時，也要求有-定的塊度[1-2]。2.3干餾產(chǎn)品的影響因素低溫干餾產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)與原料煤性質(zhì)、加熱條件、加熱速魔加執(zhí)絲溫以乃車力有關(guān)。干餾爐的形式、加熱方法和揮發(fā)物在高溫區(qū)地停留時間對中國煤化工二要影MHCNMH G。響。煤加熱溫度場地均勻性以及氣態(tài)產(chǎn)物二次熱解深度對其也有影響。第一個影響方面是原料煤。不同種類褐煤低溫干餾的焦油產(chǎn)率差別較大，可變動于4.5-23%。煙煤低溫焦油產(chǎn)率與煤的結(jié)構(gòu)有關(guān)，氣值介于0.5-20%，由氣煤到瘦煤，隨著變質(zhì)程度增高焦油產(chǎn)率下降。其中肥煤例外，當加熱到600度時，它生成的焦油量等于或高于氣煤的。腐泥煤低溫干餾焦油產(chǎn)率一般較高。原料煤對低溫干餾焦油的組成影響顯著，因原料煤的性質(zhì)不同，所產(chǎn)的低溫焦油組成有較大差異;第二影響因素是加熱終溫。煤干餾終溫是產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的重要影響因素,也是區(qū)別干餾類型的標志。隨著溫度升高，使得具有較高活化能的熱解反應有可能進行，與此同時生成了多環(huán)芳烴產(chǎn)物，具有較高的熱穩(wěn)定性。不同煤類開始熱解的溫度不同，煤化度地煤的開始熱解溫度也低。煤的塊度對熱解產(chǎn)物有很大影響，一般煤塊的塊度增加，焦油產(chǎn)率降低。因為煤的導熱系數(shù)小，煤塊內(nèi)外溫差大，外高于內(nèi)，快內(nèi)熱解形成的揮發(fā)物由內(nèi)向外導出時經(jīng)過較高溫度的表面層，在此一次焦油發(fā)生二次熱解，組成發(fā)生變化，生成氣態(tài)和固態(tài)產(chǎn)物。此外，揮發(fā)物由煤塊內(nèi)部向外部析出時受到阻力作用，在高于生成溫度的區(qū)間停留也加深了二次熱解的程度;第三個影響因素。煤低溫干餾的加熱速度和供熱條件對產(chǎn)品產(chǎn)率和組成有影響。提高煤的加熱速度能降低半焦產(chǎn)率，增加焦油產(chǎn)率，煤氣產(chǎn)率稍有減少。加熱速度慢時，煤質(zhì)在低溫區(qū)間受熱時間長，熱解反應的選擇性較強，初期熱解使煤分子中較弱的鍵斷開，發(fā)生了平行的和順序的熱縮聚反應，形成了熱穩(wěn)定性好的結(jié)構(gòu)，自高溫階段分解少，而在快速加熱時，相應的結(jié)構(gòu)分解，所以慢速加熱時固體殘渣產(chǎn)率高;第四個影響因素是壓力。壓力對煤的低溫干餾有影響。-般，壓力增大焦油產(chǎn)率減少，半焦和氣態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率增加。壓力增加不僅半焦產(chǎn)率增多，而且其強度也提高，原因是揮發(fā)物析出困難使液相產(chǎn)物之間作用加強，發(fā)展了熱縮聚反應[2]。2.4低溫干餾主要爐型干餾爐是低溫干餾生產(chǎn)工藝中重要組成設(shè)備，他應保證過程效率高，操作方便可靠。其.中主要要求干餾物料加熱均勻，干餾過程易控制，可用的原料類別寬，原料煤粒尺度范圍大，到出的揮發(fā)物二次熱解作用較小等。干餾爐的供熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式。外熱式爐供給煤料是由爐墻外部傳入的。煤料裝在干餾室內(nèi)，熱量通過爐墻導入，爐墻外部燃燒加熱。- 般外式干餾爐的煤氣燃燒和加熱是在燃燒室內(nèi)進行的，燃燒室由火道構(gòu)成,燃燒室位于干餾室之間，供入煤氣和空氣于火道中燃燒。由于干餾室和燃燒室不相通，干餾揮發(fā)物與燃燒煙氣不想混合，保證了揮發(fā)產(chǎn)物不被稀釋。但是外熱式供熱方式帶來了嚴重缺點，由于導熱系數(shù)小，煤料加熱不均勻，導致半焦質(zhì)量不均勻。內(nèi)熱式爐借助熱載體吧熱量傳給煤料,氣體熱載體直接進入干餾室，穿過塊粒狀干餾料層，吧熱量傳給料層。氣體熱載體-般是燃料煤氣燃燒的煙氣，熱載體也可以是固體，近年來，內(nèi)熱式方法得到廣泛利用。結(jié)束語:煤化工的發(fā)展始于18世紀后半葉，19 世紀形成了完整的煤化學工業(yè)體系。進入20世紀，許多有機化學品多以煤為原料生產(chǎn)，煤化學工業(yè)成為工業(yè)的重要組成部分。參考文獻:[1]李大尚.煤制油工藝技術(shù)分析與評價[]. 煤化工，2003，31(1):15-21.[2] 郁向民，李文鵬，徐顯明，夏志輝，曾群英.我國煤化工技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].云南化工，2005, 32(2):57-62.中國煤化工YHCNMH G