煤炭提质技术总结.ppt

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1、煤炭提质,一、煤的形成及其性质,资源、环境和人口是当前困扰人类社会发展的三大问题，这三大问题与能源都有密切关系。迄今为止，我国能源一直是以煤为主的多元化结构。 一次能源主要包括石油、天然气、煤、核电和水电，其中前三者又称化石燃料。我国则以煤为主，煤占66.1，石油24.6%，天然气2.5%，水电6.8%。所以中国形成了“富煤少油缺气”的能源格局。 1.1煤的形成 煤是由一定地质年代生长的繁茂植物在适宜的地质环境下，经过岁月漫长的煤化作用而形成的可燃矿物。属于化石燃料，占我国一次能源消费的66.1%。,根据成煤植物的不同，煤可分两大类，即腐植煤和腐泥煤。前者起源于高等植物，在自然界中储量大，分布

2、广通常讲的煤都是腐植煤；后者起源于低等植物和浮游生物，储量很少。由于腐植煤在自然界中分布最广，储藏量最大，而且在煤炭利用和化学加工方面占有主要地位，炼焦用煤都是腐植煤。 植物在整个成煤过程主要经过泥炭化作用和变质作用两个过程，不同的煤在不同的泥炭发展到不同变质阶段的产物。因此，煤的性质和煤的生产过程密切相关。 根据变质程度的高低，腐植煤依次分为褐煤、烟煤和无烟煤。烟煤是炼焦生产的主要用煤，随着变质,程度的加深，烟煤又分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤等。 总之，根据变质程度的不同，植物演变成煤大致经历植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤五个阶段。,1.2、煤的分类标准 煤的分类标准是指导煤炭资

3、源合理利用的基本法则，是统计资源储量、计划、供应和评价煤炭资源利用合理性的基本依据。分类标准的制定也反映了我国在煤炭加工利用方面的科学技术发展。 1958年，国家技术委员会推荐的煤分类方案，以华北地区、东北地区的煤样为依据，煤的可燃基挥发份产率和胶质层的最大厚度为分类指标。把各种工业用途的煤从褐煤到无烟煤之间的所有煤种划分成10大类，24小类。 1986年采用新的分类标准，其中烟煤分成12大类，24小类，具体见表2-1。,新的分类指标是采用烟煤粘结指数为主，胶质层最大厚度或奥亚膨胀度为辅的分类指标，在半工业和实验室的基础上对无烟煤、烟煤和褐煤进行了全面分类，新增加了贫瘦煤、1/3焦煤、1/2中

4、粘煤和气肥煤。 1.3、单种煤的结焦特性 我国新的煤分类方案中的14种煤，除了无烟煤、不粘煤、长焰煤和褐煤以外，其他10种煤均可配煤炼焦。一般都是以气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤和气肥煤为主，其它几种煤只能少量配入。 单种煤的结焦特性是配合煤结焦的基础，了解并掌握单种煤的结焦特性，是指导配煤比变化的主要依据。,（1）褐煤 褐煤是煤化程度最低的煤，变质程度只比泥炭高，在隔绝空气加热时不产生胶质体，也没有黏结性。在近代炼焦炉中，不能单独炼成焦炭，但在配煤中加入少量褐煤以增加配煤的挥发分，已取得一定的成果。如果采用特殊的工艺处理，褐煤也可以炼焦，在国外某些褐煤多而炼焦煤少的国家，有的就采用褐煤炼

5、焦，但其工艺过程复杂。 （2）长焰煤 长焰煤是烟煤中煤化程度最低的煤，变质程度比褐煤高。其含氧量高，高沸点的液态产物少，胶质层厚度小于5mm，因此结焦性能很差，在现代焦炉中不能炼出合格的焦炭。若采用压紧、薄装及快速加热等方法，可在土焦炉中炼制出细长条的焦炭。配煤中，加入少量长焰煤，可起瘦化作用。,但长焰煤的配入量较高时，会使焦炭的耐磨强度降低，特别是配煤中肥煤不多，焦炭质量显著变坏，因此在配入长焰煤时要注意对焦炭质量的影响。长焰煤的脆性小，一般难以粉碎，若配入长焰煤时，最好将其单独粉碎，以免影响焦炭质量的均匀性。 （3）气煤 气煤的煤化程度比长焰煤高，煤的分子结构中侧链多且长，含氧量高。在热解

6、过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂，所以生成了较多的胶质体，但黏度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。在生成半焦时，分解出大量的挥发性气体，能够固化的部分较少。当半焦转化成焦炭时，收缩性大，产生了很多裂纹，大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。 在配煤中，气煤含量多，将使焦炭块度降低，但配以适当,的气煤，可以增加焦炭的收缩性，便于推焦，又保护了炉体，同时可以得到较多的化学产品。由于我国气煤贮存量大，为了合理利用炼焦煤资源，在炼焦时应尽量多配气煤。 （4）肥煤 肥煤的煤化程度比气煤高，属于中等变质程度的煤。从分子结构看，肥煤所含的侧链较多，但含氧量少，隔绝空气加热时能产生

7、大量的分子量较大的液态产物，因此，肥煤产生的胶质体数量最多，其最大胶质体厚度可达25mm以上，并具有良好的流动性能，且热稳定性能也好。肥煤胶质体生成温度为320，固化温度为460，处于胶质体状态的温度间隔为140。如果升温速度为3/min ，胶质体的存在时间可达50min，由此决定了肥煤黏结性最强，是我国炼焦煤的基础煤种之一。由于其挥发分高，半焦的热分解和热缩聚都比较剧烈，最终收缩,量很大，所以生成焦炭的裂纹较多，又深又宽，且多以横裂纹出现，故易碎成小块。肥煤单独炼焦时，由于胶质体数量多，又有一定的黏性，膨胀性较大，导致推焦困难。 在配煤中，加入肥煤后，可起到提高黏结性的作用，所以肥煤是炼焦配

8、煤中的重要组分，并为多配入黏结性差的煤创造了条件。 （5）焦煤 焦煤的变质程度比肥煤稍高，挥发分比肥煤低，分子结构中大分子侧链比肥煤少，含氧量较低。热分解时生成的液态产物比肥煤少，但热稳定性更高，胶质体数量多，黏性大，固化温度较高，半焦收缩量和收缩速度均较小，所以焦煤炼出的焦炭不仅耐磨强度高、焦块大、裂纹少，而且抗碎强度也好。就结焦性而言，焦煤是最好的能炼制出高质量焦炭的煤。,配煤时，焦煤的配入量可在较宽范围内波动，且能获得强度较高的焦炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的强度。由于我国焦煤贮量有限，在配煤时，应尽量减少焦煤的用量，以节约焦煤。 （6）1/3焦煤是过渡性煤种，它是介于焦煤、肥煤、气

9、煤之间的煤。单独也可以成焦，焦炭强度接近于肥煤，耐磨强度比肥煤低，比气肥煤、气煤要高。1/3焦煤由于有较高的粘结性，是配煤炼焦的骨架煤之一。 （7）气肥煤是挥发份和粘结性都较高的较特殊的煤种。单独成焦时，焦炭强度低于肥煤，但又高于气煤，同时煤气发生量大，化学产品产率也高。在配煤中可以增加化学产品。,（8）瘦煤 瘦煤的煤化程度较高，是低挥发分的中等变质程度的黏结性煤，加热时生成的胶质体少，黏度大。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，但焦炭的熔融性很差，焦炭耐磨性能也差。在配煤时配入瘦煤可以提高焦炭的块度，作为炼焦配煤效果较好。 （9）贫煤 贫煤是煤化程度最高的烟煤，属于高变质程度

10、的煤。贫煤没有黏结性，在炼焦炉中不结焦，故不能单独炼焦。在配煤中加入少量贫煤可起瘦化剂的作用。因其硬度大，配入贫煤时最好将其单独粉碎以增加焦块的均匀性。 （10）无烟煤 无烟煤是煤化程度最高的煤。挥发分低，固定碳含量高，密度大，燃烧时不冒烟，加热时不产生胶质体，没有黏结性和结焦性。在没有瘦煤的地区可配入无烟煤。,二、煤炭提质,2.1 定义：煤炭提质是指通过物理或化学的方法脱除煤炭中的水分，并伴随着煤的组成和结构发生变化的过程。 2.2 为什么进行煤炭提质？ 褐煤是煤化程度最低的煤类，但也经历数千万年才能形成，是一种宝贵的不可再生的资源。 褐煤特点是水分含量高，氧含量高，挥发分高，发热量低。 根

11、据国内176个井田或勘探区统计资料，褐煤全水分高达20-50%，灰分一般为20-30%，收到基低位发热量一般为11.71-16.73MJ/kg (2800-4000 kcal/kg)。 高水分和高灰分，再加上褐煤易风化和自燃的特性，不适合远距离输送，应用受到很大限制。 直接燃烧或者气化效率低，经济效益较差；,2.3 煤炭提质的优点？,热值提高、水份降低、硫含量降低、无烟、无异味，燃烧过程中污染物排放少，是优质动力燃料，可作为优质的民用燃料，实验证明，硫排放比原煤减少83.1%，汞减排70.4%，氯减排80.18%，显著提高了煤的洁净程度。 稳定性高、成浆性能提高（根据以往类工程类似煤种试验数据

12、，兰炭成浆性与原料煤相比可提高510%），是优质的水煤浆原料； 不易自燃，可长途运输，与运输同热量褐煤比较，可以节省运力25-30%以上。 可回收高附加值的焦油产品，实现褐煤资源利用价值最大化。,从煤炭的组成是否发生变化来划分，主要分为物理法和化学法两大类。 物理法： 1、非蒸发脱水提质技术。通过高温高压等条件来改变褐煤的物理和化学结构，使之转变成为洁净、高效的烟煤燃料的提质方法。 2、成型提质技术。褐煤在成型过程中，经过高压或剪切等物理作用，使其凝胶结构及孔隙系统受到了不可逆的破坏， 因而从本质上改变了煤样的物理结构。 化学法：热解提质技术。褐煤在加热过程中发生一系列的物理和化学变化，使煤中

13、水分蒸发，氧含量减少，热值提高。在热解提质过程中，同时获得固体无烟燃料，液体焦油和煤气。,三、煤炭提质的分类及典型工艺,3.1 非蒸发脱水提质技术（K-Fuel 工艺）,K-Fuel 是一种具有低水分、高发热量和低SOx、低NOx和汞排放特点的提质煤。 K-Fuel工艺是对高水分煤施以热和压力（脱水和温和干馏）将低发热量煤中30%水分减小到8%至12%的K-Fuel产品。相应地热值提高30%至40%，从而可提高电厂利用效率。 KFx在Wyomings Powder River Basin建有75万吨/年的K-Fuel厂。2005年12月首次运用，使低于8000 Btu/lb（4436kcal/

14、kg）的煤提质到11,000 Btu/lb (6100kcal/kg)，水分满足8%至12% 的K-Fuel产品要求，汞减少70%左右。 含水36褐煤（1.57lb）干燥到5.5水分（1lb)，需800 Btu的蒸汽；含水31褐煤（1.48lb)干燥到5.0水分（1lb)，需760 Btu的蒸汽。 1Btu=0.252 kcal,非蒸发脱水提质技术 K-Fuel 工艺,3.2 成型提质技术,德国冲压成型工艺 原煤在干燥器中干燥使其水分降至12%18%。再经冷却、分离，并破碎至0 6mm ，再将其送入带式型煤机，在不添加粘结剂的情况下以5002000Bar 的压力挤压，最终生产出不同形状的型煤。

15、,3.2 成型提质技术,澳大利亚辊压成型工艺 将次烟煤在气流干燥器中不完全干燥，然后将其输入一个辊压成型机压制成型煤。,3.2 成型提质技术,HPU-06 工艺技术 神华集团国贸公司 中国矿业大学（北京） 将含水量大的原煤经过快速加热脱水、干燥、在无粘结剂条件下迅速压制成型。 2009年10月12日，神华宝日希勒褐煤提质项目试车成功。,3.3 热解提质技术,3.3.1 定义及其分类， 定义：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，也称为煤干馏(或称炼焦、焦化)。 按加热终温分： 低温干馏：500700 中温干馏： 700900 高温干馏：9001100 特点：常压，不用加

16、氢，不用氧气； 工艺过程简单，加工条件温和； 投资少，生产成本低。 原料：低阶煤,按加热终温、加热速度、加热方式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。 按加热终温可分为：低温干馏：500700、中温干馏： 700900、高温干馏：9001100 按加热速度可分为慢速（35/min）、中速（5100/min）、快速（50010000/min）、闪裂解（10000/min）煤热解工艺； 按气氛可分为氢气、氮气、水蒸气、隔绝空气褐煤热解工艺；按压力可分为常压、加压褐煤热解工艺。,按加热方式可分为外热式、内热式、内外并热式煤热解工艺； 内热式是借助热载体把热量传给煤料，气体热载体直接进入干馏

17、室，穿过块状干馏料层，把热量传给料层。气体热载体一般是燃料煤气燃烧的烟气。气体热载体内热式热解过程由于引入空气进行燃烧，因此热解所产生的煤气中含有大量的惰性氮气（3850%），造成煤气有效组份含量低、热值低（18002000Kcal/m3），综合利用困难，大多用于燃烧或发电。热载体也可以是固体的，例如用热半焦或燃烧的灰渣或其他物料，与煤料在干馏系统相混合，热载体把煤料加热，进行干馏。 外热式是指供给煤料的热量由干馏炉外部传入。煤料装在干馏炉（室）内，热量通过炉墙导入，炉墙外部燃烧加热。由于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，煤气中氮气含量低（最高不超过6），煤气热值高（约40

18、00Kcal/m3），可用于合成氨、甲醇等化工产品。但外热式供热方式有严重缺点，由于煤料热导率小，煤料加热不均匀导致半焦质量不均匀和焦油产率降低。,内热式低温干馏与外热式相比，有下述优点： （1）直接传热，热效率高，耗热量低。 （2）加热均匀，消除了部分块料过热现象。 （3）干馏炉结构相对简单，没有复杂的加热调节设备。,按热载体类型可分为固体热载体、气体热载体、固气配合热载体褐煤热解工艺； 气体热载体内热式炉的主要缺点如下： （1）装入煤料必须是块状的，并且希望粒度范围窄。粒度为2080mm适合于内热式低温干馏炉要求。要求原料有一定块度的原因是由于气体热载体必须由下向上穿过料层，要求料层有足够

19、的透气性，并使气流分布均匀。 （2）气体热载体稀释了干馏气态产物，容积增大，增大了处理设备的容积和输送动力，产生煤气热值降低。,3.3.2 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性质、干馏炉结构和加热条件。 焦油产率为625%；半焦产率为5070；煤气产率为80200m3t(原料干煤)。 、半焦性质及用途 低温干馏半焦的空隙率为30%50%，反应性和比电阻都比高温焦炭高得多。 原料煤的煤化程度越低，半焦的反应能力和比电阻越高。,半焦的机械强度一般不高，低于高温焦炭。 半焦块度与原料煤的块度、强度和热稳定性有关，也与干馏炉的结构、加热速度以及温度梯度有关。 半焦和焦炭性质,半焦用途

20、： 民用和动力燃料 气化原料 铁合金生产炭料 生产冶金型焦 高炉炼铁的喷吹料 粉矿烧结,、煤焦油性质及用途： 黑褐色液体 密度0.951.1g/cm3 酚类35% 有机碱12% 烷烃210% 烯烃35% 环烷烃10% 中性含氧化合物2025% 中性含氮化合物23% 沥青10%,用途： 生产汽油、柴油等燃料油 生产酚类、烷烃及芳烃等精细化工用品 、煤气 密度：0.91.2g/cm3 组成：甲烷、其他烃类 用途：本企业加热燃料和其他用途 民用煤气 化学合成原料 发电,3.3.3 影响产品产率的因素 、原料煤。变质程度半焦焦油煤气 、加热终温。温度，活化能大的热解反应发生的可能性，多环芳烃产物，煤化

21、程度，煤开始热解温度 东北泥煤160 褐煤 200290 长焰煤 320 气煤 320 肥煤 350 焦煤 360,温度，焦油产率，酚类，烃类，中性含氧化合物，沥青，煤气产率，H2，C，块度，焦油产率，煤气产率， 、加热速度 半焦产率，焦油产率，煤气产率 、压力 半焦产率 ，焦油产率 ，煤气产率,3.3.4 国内外常见的几种 煤炭提质工艺,德国Lurqi GmbH 公司和美国Ruhurgas AG 公司联合开发的固体热载体低温干馏工艺。 1、原料煤同来自分离器的热半焦在干馏器内混合，发生热分解反应，然后落入干馏器内，停留一定时间，完成热分解； 2、从干馏器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送

22、，同时在提升管中燃烧部分半焦或残碳，使温度升高； 3、在分离器内进行气固分离，半焦再返回干馏器； 4、从干馏器逸出的挥发物，经除尘、冷凝、回收焦油后，得到热值较高的煤气。 LR的优点：油收率高、能耗较低、设备结构较简单。 存在的问题是排料系统堵塞，油品含尘量较大。,、L-R 低温热解工艺,、Toscoal（托斯考）低温热解工艺,原料煤粒度最好小于12.7mm，瓷球粒度应略大于此值。煤在干燥和干馏过程中粒度有所降低，产品半焦粒度一般小于6.3mm。 焦油蒸气和煤气在分离系统中冷凝分离，分成焦油产品和煤气，煤气净化后出售或作为瓷球加热用燃料。 托斯考干馏温度和产品分布都可以较灵活地控制。常用的干馏

23、温度为430540。当温度高于540 时烟煤半焦挥发分小于16%，可满足燃烧要求。干馏温度增高时，干馏能力降低，操作费用增加。焦油产率随干馏温度升高而增加，但温度超过540 时，由于焦油二次热解而降低。当温度低于430 时，焦油和煤气产率显著降低。 存在的问题：设备复杂、投资高、维修量大。,、ETCH-175粉煤快速热解工艺,前苏联时期进行了多种固体热载体粉煤干馏工艺研究和开发工作。其中动力用煤综合利用的ETCH方法有46t/h试验装置，4t/h装置在加里宁工厂还在工作，曾进行了多灰多硫煤以及泥炭等的试验研究。在一个电厂建成了175t/h（TX 175）大装置，ETCH-175工业试验装置能力

24、为175t/h煤，建在克拉斯诺亚尔斯克电厂。装置流程下图：,原料煤由煤槽经给料器去粉煤机，此处供入热烟气，约550 ，把粉碎了的粉煤用上升气流输送到干煤旋风器，同时把煤加热到100-120 。干煤水分4%。干煤由旋风器去加热器，在此与来自热解反应并析出挥发产物，经冷却冷凝系统分离为焦油和煤气以及冷凝水。干馏槽下部生成的半焦和热载体半焦，部分去提升管燃烧升温，作为热载体循环利用。多余半焦作为产品送出系统。,、鲁奇三段炉工艺 （内热式气体热载体工艺）,德国Lurqi GmbH 公司开发的Lurgi-Spuelgas低温热解工艺法是工业上已采用的典型内热式气体热载体工艺。 其工艺是：褐煤或由褐煤压制

25、成的型煤（约2560mm）由上至下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。当炉顶进料水分约15时，在干燥段可脱除至1.0以下， 逆流而上约250的热气体则冷至80100，干燥后原料在干馏段被600700不含氧的燃烧气加热至约500，发生热分解，热气体冷至约250， 生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却，半焦排出后再进一步用水和空气冷却，从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水（工艺见图7）。 采用该工艺的项目有：锡林河褐煤提质项目。,气流式内热炉 原料：块煤或型煤，2080mm，非黏结性煤 三段 上段 干燥段 150 中段 干馏段 500850 下段 焦炭冷却段 100150,块煤或型煤

26、低温干馏主要用气体热载体的内热式立式炉。气体热载体内热式立式炉低温干馏2080mm块状褐煤和型煤，这种炉型不适用中等粘结性和高粘结性烟煤。鲁奇三段炉即是这种炉型，煤在立式炉中下行，气流逆向通入进行干馏。 国内在鲁奇三段炉的基础上开发了不同类型的气燃内热立式干馏炉，现以广泛应用于内蒙鄂尔多斯、陕西北部等地区，利用当地优质长焰煤(或不粘煤、弱粘煤)生产半焦或焦炭。但由于目前的生产装置过分简化，大部分煤气和焦油没有利用，环境污染严重。因此当地政府已进行整顿，实行关停小型半焦炉，新建干馏炉必须达到一定规模，配有正规焦油回收系统，煤气必须利用，整体达到环保要求。,、多段回转炉工艺（煤科院）,将粒度为63

27、0mm 的褐煤在回转干燥器中干燥后进入外热式回转热解炉中低温热解，所得半焦在冷却回转炉中用水冷却熄焦后得到提质半焦产品，由热解炉排出的热解气体进一步处理利用。,外热式回转炉低温干馏工艺,外热式回转炉低温干馏工艺成功的解决了传统低温干馏工艺的原料供应、湿法熄焦、煤气不纯、废水处理等问题。与传统工艺相比该项工艺技术具有以下优势： 1、原料：根据产品最终用途，外热式回转炉可以处理30mm以下的原煤，处理碎煤、末煤更有优势。 2、热利用率高，高温烟气循环利用、富余外排烟气回收利用。 3、装置产能大，换热效率高，单台套装置可以实现兰炭产量20万吨/年以上，比内热式直立炉干馏工艺提高一倍以上。 4、工艺装

28、置操作灵活、弹性大、工艺参数调整便捷，可以根据市场的变化情况，对各项产品的收率进行调整。,5、产品质量优异 a）半焦水分低，采用连续干法熄焦，半焦产品基本不含水。提高了半焦的品质，节约了能源，减少了有害气体及工业污水的生成，环保优势明显。 b）所产焦油质量好、产率高，所产焦油比重低，轻质组分高，300前馏分占50.4%，360前馏分占到73%。H/C原子比为1.11.3，适宜加氢制取燃料油。由于加热终温及温升速度可控性好，焦油产率比内热式高。 c）煤气纯净、热值高，所产煤气CH4、H2、CO有效成分达到90%以上。热值高达4300kcal/Nm3，是理想的化工原料，可用于甲烷化制取天然气，合成

29、甲醇、合成氨、提取氢气等，也是优质的工业和民用气体燃料。 6、工艺拓展、延伸与创新空间大，将外热式回转炉低温干馏工艺与固体热载体快速热解技术融合，彻底解决困扰传统固体热载体热解工艺的热载体输送难题。 目前，西安三瑞实业有限公司可以提供30万吨/年的全套技术。,外热式回转炉低温干馏工艺与内热式直立炉 干馏工艺对比表(以神府煤为例),、神华低阶煤热解工艺,神华煤制油化工研究院正在开发的低阶煤热解工艺。 将褐煤破碎至030mm，经过双套桶回转干燥器干燥后，与半焦加热窑来的高温半焦混合，在移动床热解器内热解。 该工艺为固体热载体加热方式，宽粒度入料，热态除尘。目前正在进行6000吨/年中试研究。,、固

30、体热载体新法干馏工艺,大连理工大学也是国内最早研发煤热解过程的单位之一，上世纪80年代初，大连理工大学参照德国LR工艺研究并开发了DG工艺，并于1993年在平庄建成了处理能力为150t/d的褐煤固体热载体热解的工业试验装置，随后又利用该装置和实验室的小型装置对全国各地多个煤种进行了进一步的研究和试验，特别是对神府煤田的长焰煤进行了较为深入的研究，取得了比较全面的数据。 2006年，结合神木煤田丰富的粉煤资源，大连理工大学、化工设计二院与陕煤集团富油化工有限公司进行合作，采用固体热载体外热式移动床煤低温热解干馏技术开发、设计建设了一套单炉60万吨/年的示范性生产装置，该装置集煤低温热解、焦炉气综

31、合利用、煤焦油加氢处理制取油品等过程于一体，在试运行过程中热解、焦冷却系统存在问题，正在改造中。,原料煤被粉碎至粒径6mm(根据需要粒径上限可适当提高)，并被预热到80-120。然后进入混合器与数倍的来自热载体收集槽的700-750热半焦混合，原料煤被迅速升温至500-600开始热解反应。混合物料从混合器下落到热解反应器，在此完成热解反应和产品的析出后再落到加热提升管底部。多余物料由热解反应器排出进入冷却器。提升烟气从加热提升管底部进入，将热载体提升至热载体收集槽，同时，提升物料中部分半焦燃烧放热，使热载体再次被加热，燃烧烟气和热载体在热载体收集槽内分离，热载体进入混合器，从而完成循环过程。,

32、DG工艺特点：,几个新的技术的组合。 单元操作能力大(5000-8000 t/d)。 在大气压下操作，无需纯氧，无需氢气，操作灵活，适合于各种粉状原料（非块状）。 可生产低成本高热值煤气 (4000kcal/m3)，可作为制氢的原料；油产率高(铝甑干馏含油率的 75%-90%)， 产品油质量好，凝点低、粘度低； 热效率高(大于 80%)，水消耗低，SOx and NOx排放少。 过程可以作为“气-热-油-电”、 “气-热-油-化”等多联供系统的基本技术； 可有效处理易热粉碎原料,对处理易碎的褐煤尤其有利 ； 高温气体除尘和固体料位的控制是存在的主要问题。,褐煤与半焦性质比较,年处理60万吨煤干

33、馏厂的经济分析,总投资：1.9亿元（其中干馏单元 1.05亿、焦油和煤气分离单元 0.5亿、半焦成型单元 0.35亿。,、LCC煤炭提质技术,美国ENCOAL 公司的LFC 煤炭轻度热解工艺技术已经用于ENCOAL 商业示范性工厂的建设和运营，该工程是美国能源部第三轮清洁煤技术示范计划（CCT）选择的项目。CCT 计划是由政府和企业共同资助的技术发展项目，其目的是在商业规模的工厂中，验证设新一代煤炭利用技术的可靠性、经济性和环保特性。ENCOAL 示范工厂于1992 年建成投产并成功运行5 年，后因资金问题关闭了工厂。 2006 年大唐华银电力股份有限公司与美方签订了技术转让合同，拥有了LFC

34、 技术的二次开发权，中国五环工程有限公司与大唐华银电力股份有限公司组建技术联合体对LFC 技术进行了4 年的技术开发，重新申请了相关专利和商标，将该技术更名为LCC 低阶褐煤转化提质技术。 2007年大唐华银电力股份有限公司应用LCC低阶褐煤转化提质技术在内蒙锡林浩特东乌旗建设30 万吨/年的示范装置，规模为11000+23000 吨/天褐煤加工生产线，分两期建设，总占地面积约45 公顷。首期，先行建设一条1000吨/天工业示范装置，占地约20 公顷，已于于2009 年7 月开工建设，于2011年6 月投产。目前1000 吨/天工业示范装置运行成功，装置放大工艺技术设计正在进行，二期23000

35、 吨/天褐煤加工生产线工程建设将立即启动。,LCC工艺流程简图,工艺流程图介绍说明 LCC工艺流程简图见上图，原煤经破碎、筛分成碎煤后，送入干燥炉中脱除大部分水分，干燥后的煤进入热解炉中发生热解反应，脱除约60的挥发分，然后再进入激冷盘中冷却，最后进入成品反应器中发生再水合、钝化反应，生产出合格的产品PDF，热解煤气经旋风除尘、激冷得到副产品CDL。,项目特点：,LCC 低阶煤转化提质技术在褐煤提质处理方面具有以下优点： 1）比较成熟：美国建有日处理1000 吨原煤规模的示范装置，经过五年的 不断改进完善，加工过褐煤、长焰煤等煤种，有丰富的运行经验和调试数据。 2）简洁：工艺流程简洁，中温常压

36、下操作，对设备要求较低。 3）适应煤种能力强：适合处理褐煤和长焰煤等。 4）环保：该技术是分段干燥热解法。将原煤中的水分和大部分挥发份分别 除去，在安全和环保的条件下得到PMC（洁净煤）和PCT（粉量和水分含量低）。 不排放含油污水。 5）热效率高：热惰性气体在旋转炉上与原煤直接接触，对流直接干燥、热 解。 6）能源消耗小：充分利用热解气（约占70%）燃烧产生的热量。 7）水资源消耗小，工艺水大部分回用。 8）PMC（洁净煤）成品性质稳定、不易自燃、适合长途运输。 PMC（洁 净煤）燃烧产生的SO2、NOx、排放量大大降低。,、浙江大学开发的热电、气、焦油多联产工艺,上世纪90年代，浙江大学仿

37、照前苏联ETCH技术开发了粉煤干馏多联产工艺，对煤热解实现焦油、热、电、气、冷多联产装置开发，并在淮南化工总厂建立了示范性生产装置，浙江大学在完成1MW循环流化床热电气焦油多联产实验装置的试验基础上，双方合作在淮南矿业集团新庄孜电厂将1台75t/h循环流化床锅炉改造为12MW循环流化床热电气焦油多联产中试装置。该装置是利用循环流化床高温循环灰作为热载体来热解原煤，产生焦油、煤气和半焦，半焦再送回锅炉燃烧发电和供热，燃烧后的灰渣可制水泥或建筑材料。经煤气净化系统回收的焦油可直接销售或进一步深加工提取高附加值产品；净化后的煤气部分回送气化炉作为流化介质，其余送燃烧发电。,主要工艺流程：该装置的气化

38、室为常压流化床，用水蒸汽和再循环煤气作气化剂，运行温度为650750，燃料经给料机给入气化室，首先受热裂解，析出高热值挥发份，半焦中部分碳和气化剂反应形成水煤气，气化吸热由燃烧室的高温循环物料来提供，气化后半焦随循环物料送入燃烧室燃烬，燃烧室为循环流化床，空气鼓风，运行温度为850900，燃用气化室来的半焦，产生热量，产生水蒸汽和加热从气化炉来的低温循环物料变成高温物料再送至气化室提供气化吸热，从气化炉出来的高温煤气，经煤气冷却器冷却，净化器净化，除去灰、焦油、水后变成净煤气输出供民用或合成二甲醚等化工产品，在净化过程中可回收优质焦油、苯、酚等。从燃烧室出来的高温烟气经烟气冷却器冷却、除尘器除

39、尘后排入大气。由燃烧炉产生的蒸汽可供汽轮机发电、供热以及用作溴化锂制冷和空调。煤的气化和燃烧采用流化床，如此产生的煤灰具有良好的活性，可以生产优质建材，包括水泥、砖瓦等。,本技术的特点： 1将循环流化床燃烧炉和干馏炉紧密结合, 实现在一套系统中热、电、气、焦油的联合生产，实现了煤的各种成分的合理有效利用。 2. 采用循环流化床固体热载体和中温干馏技术，装置产生的焦油产率高，提油率可达到70%以上，煤气热值较高，可达1216Mj/Nm3以上，CO含量低, 满足国家有关民用煤气规定。 3. 采用循环流化床燃烧技术，干馏后半焦直接用作锅炉燃料，送燃烧室燃烬，产汽发电，使燃料中气体和固体成份都得到合理

40、的充分利用。因此，装置燃料利用率较高，可达90%以上。,4. 应用基挥发份在20%以上的各种煤都适用于这种工艺，该工艺对煤粒度也没有特殊的要求，只是采用普通循环床所需的煤粒度，这就避免了现有民用煤气化和干馏工艺对煤种和煤粒度有较严格的限制的缺点。因此，装置的燃料适应性广。 5. 本工艺可实现灰渣综合利用，经循环流化床燃烧后灰渣具有很高活性，可作为水泥掺合料。 6. 利用循环流化床高效脱硫、脱硝特点可实现较低的污染物排放，完全满足国家煤清洁利用要求,其原理为：从备料工段供煤到SJ低温干馏方炉炉顶布料皮带机，布料皮带机将煤料加入炉顶煤仓中，煤料通过辅助煤箱进入干馏方炉内，煤料下移经过干燥段逐渐进入

41、干馏段完成煤干燥，干馏后的煤继续下移到冷却段，最后由炉底推焦机、刮板机排出。,、低温干馏炉工艺,SJ低温干馏方炉是神木县三江煤化工有限责任公司在鲁奇三段炉的基础上，总结了当地内热式直立方炉和SJ 复热式直立炭化炉的技术优点及生产实践经验，吸收了国内外有关炉型的长处，并根据榆、神、府、东胜煤田挥发份高、灰熔点低、含油率高的煤质特点而研制开发出的一种新型炉型。该炉型具有物料下降均匀、布料均匀、布气均匀、加热均匀等特点，真正实现了煤的低温干馏，同时，增大了焦炉的有效容积，提高了焦炉单位容积和单位截面的处理能力，干基原煤的焦油产率可达7%以上，增加了焦油的轻组份，提高了焦油的经济价值。 SJ低温干馏方

42、炉分为干燥段、干馏段和冷却段三个部分。其主要工艺为：块煤通过煤仓布料器进入干馏室，实行了布料均匀；冷却后的煤炭进入炉底水封槽，采用拉焦盘和刮板机水封出焦，实现了物料下降均匀、出焦均匀；煤气和空气在文氏管内混合均匀喷入花墙内，经花墙孔喷出进入炉内燃烧，与循环冷却煤气及水封产生的水蒸汽混合成干馏用的热载体将煤块加热干馏。煤气由炉顶集气降伞引出进入冷却系统，实现了加热均匀和煤的低温干馏。,该炉型与目前榆、神、府东胜矿区应用的其它炉型相比较，生产成本可降低10%，吨焦投资可降低20%，焦油产率可提高40%，建设期仅为5个月（含建设准备期2月），是一种投资少、见效快的实用炉型。 主要指标： 煤焦比：1.

43、651 焦油产率：5%（干基原煤） 煤气热值：1900大卡/Nm3 炉体外型尺寸：长宽高=716442606554 焦炭质量指标： 水份（Mad）：12% 灰份（Ad）：8% 挥发份（Vdaf）：4.0% 干基固定碳（Fc）88% 焦油质量指标：水份 3.0%,TDM型分段式块煤低温干馏炉 概述：本设备用于对粒度为25100mm的烟煤进行低温炭化，主要产品有兰炭、煤焦油以及煤气。它主要有如下特点： （1）将干燥、干馏和冷却分段进行，荒煤气从干馏段引出，避免了用于干燥的烟气混入荒煤气，有利于提高煤焦油的回收率和煤气的品质。 （2）干燥热风配风采用废烟气，既降低了燃料消耗又保证了块煤的品质。 （3

44、）干馏热风配风采用净化后的煤气，净煤气的特点是不会烧掉兰炭中的碳，也不会对焦油蒸汽产生分解作用。 （4）用于配风的煤气在配风前与炭化后的兰炭进行了热交换，这样既回收了部分热量，也降低了兰炭的温度。,（5）干法出焦，避免了湿法出焦带来的水蒸气分解焦油蒸汽和兰炭含水高的弊病。 （6）喂料系统采用双道闸门密封进料。 （7）出料系统采用三道闸门密封出料，并由此控制整个系统的生产速度。 （8）荒煤气出口为常压，密封进料内部为负压，密封出料内部为正压，干燥段与干馏段之间、干馏段与冷却段之间压差为零，避免气流短路。 实际上荒煤气出口为微正压，具体值由现场调整。 干燥段下部略大于干馏段上部，这样既可以保证煤气

45、不泄漏，又有利于块煤在均温的过程中补充热量。但是由于干燥废烟气不含焦油蒸汽，混入荒煤气会使其稀释，因此这个压差应该尽量小。 干馏段下部略大于干燥段上部，这样可以在兰炭在保温的过程中补充一定的热量，这个压差应控制在3050帕之间。,ZDM型低温干馏炉,（1）概述：本设备可用于褐煤低温干馏项目，对已经干燥的250度的褐煤进行进一步进行低温炭化，主要产品有半焦及煤焦油，煤气自用。它主要有如下特点： 外热式加热：这样有利于提高系统的焦油回收率、减轻荒煤气净化处理能力。 可实现500600度低温干馏。 干法排焦。 （2）产品产率（视褐煤不同会有所变化）： 半焦：49.5%（回潮后会增加），焦油：6.9%

46、。 （3）半焦品质（视褐煤不同会有所变化）：粒度010mm(90%)，容重0.48t/m3，干基挥发份18.5%，热值5600kcl/kg，干基灰分15.22%。,（4）结构特征和工艺特点： 本装置与干燥分离出来，使得荒煤气不再进入干燥系统。 干馏的温度原则是系统产生的煤气刚好够系统燃烧所需，其好处有： 基本上没有富余煤气，荒煤气中的有害物质少，简化了项目的煤气后续处理工艺。 焦油回收率90%，90%为轻质焦油。 半焦为粉末状，可磨性系数低。 可满足一般电煤对挥发分的要求。 可提高出焦率约15%左右。 很容易实现污染物零排放,SJ低温干馏炉、TDM型分段式块煤低温干馏炉 、ZDM型低温干馏炉三

47、种炉型工艺各有的特点，但在实际应用方面，SJ低温干馏方炉工艺是较为成熟的工艺，在实际生产中也得到了广泛应用。另外两种工艺还处于研究实验阶段，没有得到实际的应用，工艺还不是十分成熟。,四、兰炭生产方面国家政策,兰炭生产是榆林煤炭资源转化的主要形式，但近年来一直受到产业技术水平低、污染严重、国家产业政策不支持的困扰。经陕西省和中国炼焦行业协会多次调研和建议，在国家公布的焦化行业准入条件2008年修订本，将兰炭正式纳入焦化类产品管理，并就企业布局、工艺装备、产品质量、资源消耗和副产品综合利用、环境保护、技术进步等提出了要求。 焦化行业准入条件（2008年修订）规定：新建和改扩建焦化生产企业厂址应靠近

48、用户或炼焦煤原料基地；新建直立炭化炉单炉生产能力7.5万吨/年，每组生产能力30万吨/年，企业生产能力60万吨/年及以上；新建煤焦油单套加工装置应达到处理无水煤焦油15万吨/年及以上；新建焦炉煤气制甲醇单套装置应达到10万吨/年及以上；企业应同步配套建设煤气净化（含脱硫、脱氰、脱氨工艺）、化学产品回收装置与煤气利用设施。,根据我国褐煤长焰煤等中低级阶煤储藏量大的特点，开展大规模煤炭分质利用示范工作，将煤通过干燥、中低温干馏等措施得到半焦和低温焦油，半焦用于气化、发电、电石、钢铁等行业，焦油经加氢后生产燃料油。十二五期间在现有干馏技术的基础上进行工程化开发，建设单系列百万吨以上的干馏装置，全厂规模达到500万吨/年，示范干馏-气化-加氢-发电一体化综合利用技术，使我国煤炭分质利用技术达到世界领先水平。,