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褐煤固体热载体干馏新技术工业性试验




卷第 期 年 月

大 连 理 工 大 学 学 报


,

褐煤 固 体 热 载 体 干 馏 新 技 术 工 业 性 试验
郭树 才
罗长 齐
张代佳









大 连 理 工 大 学煤 化 工 研 究所

刘恒粗

康锡 志

于兴 国

胡贵河

平 庄 矿 务局

摘要


在 平 庄 建成 褐 煤 固 体 热 载 体 干 馏 新 技 术 简 称

法 工业试验装

热 的粉 焦 作 为 热 载体


装置 干馏褐 煤 能力 为


法 工 艺含煤 流



化 提 升干 燥

煤 焦 混 合 加 热 干馏

流 化提 升 加 热 粉 焦 和 流 化燃烧 等 过 程

该 装置 上 进 行 了 平庄 褐 煤 干 馏 试 验

反应 器 的干馏 温 度达
,

,

产 生 的煤

气 热 值为
活性 好
,

,

左 右 轻焦 油 中酸 性 份 为
,

中性 油 为

半焦 粉
试 验褐 煤

热值高于 原料煤

可作 为 无 烟 徽 料 或作 为 流 化 气 化原料

的处 理 量 达 到 了 设 计 能 力

关键 词 分 类号

褐煤

低 温 干馏
?

热解

固 体 热 载体 工 业 试 验

工 业试验依 据
东 北 内 蒙 古 东 四 盟 地 区 褐 煤 占煤 储 量 的
褐 煤 易 风 化 自燃


到 本世纪末 产量也将达 到煤产 量 的
,

含 水分 大
,




含氧量高



发热量低

是 低 质煤

除 了就 近 发 电 难 于 利 用
,








经济



合理 利 用 褐 煤

,

将 促 进 东 北 经 济 区 乃 至 全 国经 济 发 展 的进 程 建成
试 验 装置
开发出

为此

,

大 连 理 工 大学
褐 煤和 油 页岩


年 承 担 了 国家 计 委
, 〔二

国家教 委 以 及 中国石 化 总公 司 的重 点科研项 目



固 体 热载 体 干 馏 新 技 术

〔〕 技术 多种 油 页 岩 褐 煤 和 烟



试 验 都 获得 了满 意 结果


产气成功
〔 〕

月 国 家计 委 批 准 在 平 庄 建 设 褐 煤 固 体 热 载 体 干 馏 新 技 术 工 业 性 试 验 装 置

,

列为

国家 重 点工 业 性 试 验 项 目 年 干 馏 褐 煤


,



月 开 始 建设



月 初 投煤



月 再 进 行 了 生 产性 试 验

月 完成 了专 家鉴 定 的预 审检 测

本 文 简介

了工 业 试 验 结 果
国 家重 点 工 业 性 试验 项 目 年 月 通 过 了 煤 炭工 业 部 和 国 家 教 委 联 合 主 持 的 专 家 鉴 定 。 参 加此 项工 作 的 还 有 大 连 理 工 大 学 朱 盛 维 张 秋 民 迟 姐 密 胡 浩权 邓 博 临 胡 俊 杰 周 预 等 平庄 矿 务 局 姜 洪 翔 籍 丙 申 曹振 海等 鞍 山 焦 耐 院李 克 澎 刘 承 志 东 北 煤气热 力设 计 研 究 院杨 宝柱 陈 宏 彦 东煤 公 司长 春 煤 研 所 刘文 荃 。 收 稿 日期 修订 日 期
、 、 、 、 、 、



,

,





,



,



,













郭树 才 等

褐 煤 固 体 热 载体 千 馏 新 技 术 工 业 性 试 验

工 艺基 础
煤 低 温 干馏 或称 低 温 热解 技 术仅 是 一 个 热 加 工 过 程 常压 生产
,

不用氧气
,

,

也 不 用氢



,

即可 制 得 煤 气 和 焦 油
,

煤 低 温 干 馏 比煤 的 气 化 和 液 化 工 艺 简 单
,

条件温 和

所 以建设 投

资省

生产成本低

如果 主要 产 品半焦性 能好
,

又 有销路

,

煤低 温 干 馏 技 术也可 以在 石 油价
低温干馏 是煤 的
, ,

格 不 高 的条 件 下 在 经 济 上 有 竞 争 力
褐 煤 的挥 发 分 高

氢 碳 比高
,

进行低温 干馏 可 以多得焦 油和煤 气产 品
采用


部 分气 化 和 液 化 过 程
并 得 到 富 碳 的半焦 产 品

煤 大 分 子 中富 碳 少 氢
,

低 温 干 馏 是 把 煤 中 的氢 富 集到 焦 油 和 煤 气 中
法 的低 温 干 馏 可 多 产 焦 油

,

充 分 利 用 了 煤 中 氢 的潜 在 优 势
,

所 得 煤 气和 半焦 质量 优 良 单 元 设 备 生 产 能 力 大 由于 固 体 热 载 体 法 低 温 干 馏 有 上 述 优 点


是 一 项 现 代化 技 术

俄罗斯

美 国和 德 国等开发 了



技术

,

已 达 到 实 用 阶段 以 〕

平庄 工 试厂 是 采 用 固体 热 载 体 法 的褐 煤 低 温 干 馏 过 程 热载 体 提 供

,

干 馏 过 程 需 要 的热 量 由热 焦 粉
,

热 焦 粉 加 热 和 循 环 在 气 固 两 相 流 动 的 加 热 提 升 管 中完成
,

与煤 干 馏 反 应 器 分
,

这 样 防 止 了加 热 焦 粉 的 烟 气 与 干 馏 煤 气 相 混

从 而 获 得 热 值 较 高 的 干馏 煤 气
由于 粉粒 子 表 面 积 大
, ,

并且也降

低 了 煤气 冷 却冷 凝 系统 的 负荷
热 载 体 焦 粉 和 细 颗 粒 的冷 原 料 煤 直 接 充分 混 合
面积

提 供 了大 的 传 热
,

其 换 热 过 程 可 在 几 秒 内完 成 由于 褐 煤 挥 发 分 高


所以


法 是 快 速 热 解过 程
,

具有快速热解优点

含氧量高
,

水分高
,

低 温 干馏 半焦 产率 不 到 原煤 的一 半
干 馏 过 程 煤 中硫 部 分 脱 出
,

但 是 却把

原料热值

集 中于 半 焦

即半焦 的热值 高 于 原 煤

留于半焦 中

硫 的总量少 于原煤

半 焦 是 较 洁 净 的燃 料

有 多种用途

工 艺流 程
平 庄 褐 煤 干 馏 新 技 术工 艺 流 程 由备 煤 流 化 燃烧 和 煤 气冷 却
、 、

煤 干燥
,



煤 干馏



流 化 提 升加 热 粉焦



煤焦混合



输 送 和 净 化 等部 分 组 成
,

简化 流 程 见 图
湿 煤 由给 料 机 送 入 干 燥 提 升管
℃左 右 的 烟 气 提 升 并 加 热 干 燥
℃左 右 的 烟 气 除 尘 后 经 引 风 机

原料煤 粉碎到 小 于

送入原煤贮槽
,

干燥提 升 干 煤 与烟

管下部 有 沸腾段

热 烟 气 由 下 部进 入
,

湿煤被

气 在旋 风 分 离 器 分离

干 煤 入 干 煤贮 槽



排 入 大气
,

干 煤 自干 煤 贮 槽 经 给 料 机 去 混 合 器

来 自热 半 焦 贮 槽
然 后进入 反 应 器

,





热 焦 粉在 混合器 与干

煤相 混 合 混 合 后 物 料 温 度 为
干馏 气 态 产 物

完 成 煤 的快 速 热 解 反 应 析 出
,

煤 或 半 焦 粉 在 流 化燃 烧 炉
反应器 的

燃烧 生成

的含 氧 烟 气

在 加热提 升管 下 部 与来 自

℃左 右
, , ,

℃半 焦 产 生 部 分 燃 烧 并 被 加热 提 升 到 热 半 焦 贮 槽

焦 粉被 加 热 到
温度为
,

作 为热 载体 循 环 使 用

由热 半 焦 贮 槽 出 来 的热 烟 气 去 干燥 提 升管
,

与湿

煤 在 干 燥 提 升管 脉 冲沸 腾 中完 成 干 燥 过 程 度 降至


使 干 煤 水分 小 于

温 度为

℃左 右

烟 气温

左右

大 连 理 工 大 学 学 报







平 庄 工 业 试 验 工 艺流 程 图
,

反 应 器 下 部 由 产 品 半 焦 管 导 出部 分 焦 粉 经 过 冷 却

作 为半 焦 产 品 出 厂
,

来 自反 应 器 的 干 馏 产 物
洗涤 渣 分 离 槽 进 行 油 水分 离 经 煤 气鼓 风 机 加压
,

— 降 了 温 的煤 气 和 洗 涤 水 于 气 液 分 离 器
经机 除焦 油 器

荒 煤 气 经 过 热 旋 风 除 尘 去洗 气管

喷洒
,

的 水冷 却和
,

分离

液 体 水 和 重 焦 油 去 焦 渣 分 离槽

于焦

来 自气 液 分 离 器 的 煤 气 经 间 冷 器
去脱硫箱

间接 水 冷 却 分 出 轻 焦 油
,

煤气

采用 干 法 脱硫
,

脱 硫 后 的 煤 气 送 去煤
,

气柜 平 庄 工 试 工 艺 流 程 通 过 冷 态 试 验 和 热 试 以 及 长 时 间运 行 表 明
设计要 求 流 化燃烧


工 艺流 程 合理

设备符合
操 作 弹性

流 化 脉 冲干 燥



流化提 升加热循环 系统 以及 混 合干馏 过 程

,



,

开 停灵 活

多 项 新 技 术 组 合流 程 是 成 功 的

试 验 结 果 和 条件
原料 产品的组成


原料煤



半 焦 的 工 业 和 元 素分 析 见 表 表
工 业 击

,

粒 度 见表

煤 气组 成 见表

工 业 分 析 和 元 素分 析
分 析
?

一 ‘










数值 范 围 原煤
试样 试样 数值范 围 试样



半焦





郭树 才 等

褐 煤 固 体 热 载体 干 馏 新 技 术 工 业 性 试 验


干燥 前 干燥后


粒度

组成

褐煤

半焦

半 焦 活性 很 好
用品

经过 处理污 水
, ,

,

煤气脱 硫 试 验

,

平 庄 新 法 干 馏 半焦 可 作 为廉 价 活性 炭代

其利用价值提 高

半焦 热值高于 原煤 表

所得 平庄 半 焦 已在平 局二 水 泥 厂作 为阜新煤代 煤 气 组 成
,
,
?

用品

磨碎耗 电少

燃烧 正 常 效 果 良好

一“

十比上城






? ?



所得煤气质量较 好
,
,

,

热值达 到

?



左右


高 于 鲁奇 公 司
?

褐 煤 干馏 煤 气 热值
一 ’

,

也 大 于 我 国城 市煤 气 质量 要 求 轻焦 油族组成 焦 油 密度
, ,

把 所 产煤 气换 算 为 热值
,

则相 当产气 量 为
碱性 份
,

八 故 日 产 煤 气 量达 到 了 设 计 任 务 指 标

中性 油
?



。。

馏分

酸性份 重 焦 油 密度大
,



由于 试 验 用 原 料 未 达 到 设 计 要 求
所 得 焦 油性 质 差 别 较 大

,

煤样 含 油率较低
,

与实验 室 试 验 装 置

除 了原料性 质 有 差 别 之 外
干 燥褐 煤 水分

油 中含 尘较 多

试验未达到优化条件 热 载 体 半 焦 与褐 煤

试验 条件
褐煤粒度 比

原褐煤加料量

干 褐 煤煤 气 产 率





煤焦油产率
一 一




半焦 产率




干燥褐


煤温度
应器温度 三 废 情况

载体 热 半 焦 温 度 烟 囱出 口 温 度

加 热 提 升管烟 气温 度

原褐 煤 干 馏 耗 热量
含尘量不高 当二 旋 风料

外 排烟 气 组 成
,

,

腿 下 料不 及 时 烟 色 变黑

正 常 时 外排烟 色 清 淡
,

本 处理
,

二法 生 产

由 于 采 用 了干 馏 原 料 煤 干 燥 脱 水

产 生 的废水 少
,

废 水 中含 有 酚 需 要 进 行

用 自产 半 焦 吸 附 法 脱 酚 可行

用 后 的 半 焦 再 用 作燃 料 烧 掉

消除了污染 转 移






用 平 庄 褐 煤 在 工 试 装置 上 直 接 生 产 出 合 格 的 城 市 煤 气
馏 技术 是 利 用 低 质 褐 煤 可 行 的技 术

有用 的焦油 和半焦


试 验 证 明干
流 化提 升加
,

干 馏 新 技 术 采 用 自产 半 焦 为 热 载 体 热


本文 提 出 的 固体物 料 混 合快 速 传热
, ,


流化燃烧



流 化脉 冲干燥
,



活性 半焦 吸 附脱 硫 和 脱 酚 等

技 术先进 条 件温 和
,

方 法 简单 如

全 部 设 备 都 是 自行 设 计 和 加 工 制 造 的 果 半焦利 用合理

产 品煤 气

焦 油和 半焦都有 用途

都是 干净 能 源

生 产 有 显 著 的经 济 效 益 和 社 会 效 益

大 连 理 工 大 学 学 报






, ,
?






?

‘,

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郭树 才

,

罗长 齐

,

张代佳

神 府 煤 固 体 热 载体 法 快 速 热解 的研 究 煤 炭 转化

,

,

,

,

?



, 脚】









?



,

郭树 才

煤 化 学工 程

北京

冶 金 工 业 出版 社

,

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