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煤的低温干馏及其发展 煤炭低温干馏始于19世纪,当时主要用于制取灯油和蜡。l9世纪末因电灯的发明,煤低温干馏趋衰落。第二次世界大战前夕及大战期间,新型连续式干馏碳化炉工作原理,纳粹德国基于战争目的,建立了大型低温干馏厂,以褐煤为原料生产低温干馏煤焦油,再高压加氢制取汽油和柴油。战后,由于大量廉价石油的开采,新型连续式无烟煤滤料碳化炉配件,低温干馏工业再次陷于停滞状态。
中国陕北、内蒙以及云贵等地区分布有大量低变质煤,如褐煤和长焰煤。具有资源贮量大、埋层浅、煤质好、开采成本低、反应性好等特点,有利于实施煤热解提取焦油。提取煤中的焦油,并对高附加值的副产品半焦和煤气进行综合利用,是中国大量低变质煤高效、环保利用的一条有效途径。
1 低温干馏技术现状 煤的干馏技术除了按干馏温度分类以外,还有其他多种分类方法:按照气氛可分为惰性气氛热解 (不加催化剂),加氢热解和催化加氢热解;按加热速度可分为慢速热解、中速热解、快速热解和闪裂解;按加热方式可分为外热式、内热式和内外并热式热解;按热载体的类型可分为固体热载体、气体热载体和气一固热载体热解;按固体物料的运行状态可分为固定床、流化床和气流床;按反应器操作压力可分为常压和加压等。煤热解工艺的选择取决于对产品的要求,并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制水平及**终的经济效益等。到目前为止,国内外研究开发出多种各具特色的煤干馏技术,有的处于试验室研究阶段,有的进入中试阶段,也有的达到了工业化阶段。
2 低温干馏技术发展趋势 (1) 原料粉煤化。装置大型化 (2 )提高油收率,改善油品质 (3) 实现多联产,提高能源转化效率
干馏是一个复杂的化学反应过程,包括脱水、热解、脱氢、热缩合、加氢、焦化等反应。不同物质的干馏过程虽各有差别,但一般均可分为三个阶段:①脱水分解。干馏操作初期,温度相对较低,有机物首先脱水,随着温度升高,逐渐分解产生低分子挥发物。②热解。随着干馏温度的继续升高,有机物中的大分子发生键的断裂,即发生热解,得到液体有机物(包括焦油)。这些干馏产物随干馏物质而异,如干馏糠壳可得糠醛,干馏油页岩可得页岩油和一些杂环化合物。③缩合和碳化。当温度进一步提高时,随着水和有机物蒸气的析出,平阳县碳化炉,剩余物质受热缩合成胶体。同时,析出的挥发物逐渐减少,胶体逐渐固化和碳化。随着温度升高、加热时间延长,所生成的固体产物中的碳含量逐渐增多,氢、氧、氮和硫等其他元素含量逐渐减少。从木材干馏可得木炭,从煤可得焦炭。
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