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煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備--低溫干餾儀器原理

2016-05-03  來(lái)自: 鶴壁市華維科力 瀏覽次數(shù):2316

與高溫干餾(即焦化)相比,低溫干餾的焦油產(chǎn)率較高而煤氣產(chǎn)率較低。一般半焦為50%~70%,低溫煤焦油8%~25%,煤氣80~100m3/t(原料煤)。
  沿革 煤低溫干餾技術(shù)的應(yīng)用始于19世紀(jì),當(dāng)時(shí)主要用于制取燈油(或稱(chēng)煤油)和蠟。19世紀(jì)末,因電燈的發(fā)明而趨于衰落。第二次世界大戰(zhàn)前夕及大戰(zhàn)期間,納粹德國(guó)基于戰(zhàn)爭(zhēng)的目的,建立了大型低溫干餾工廠(chǎng),生產(chǎn)低溫干餾煤焦油,再經(jīng)高壓加氫制取汽油、柴油。戰(zhàn)后,大量廉價(jià)石油的開(kāi)采,使煤低溫干餾工業(yè)再次陷于停滯狀態(tài),各種新型低溫干餾的方法多處于試驗(yàn)階段。
  歷史上曾出現(xiàn)過(guò)很多低溫干餾方法,但工業(yè)上成功的只有幾種。這些方法按爐的加熱方式可分為外熱式、內(nèi)熱式及內(nèi)熱外熱混合式。外熱式爐的加熱介質(zhì)與原料不直接接觸,熱量由爐壁傳入;內(nèi)熱式爐的加熱介質(zhì)與原料直接接觸,因加熱介質(zhì)的不同而有固體熱載體法和氣體熱載體法兩種。
  內(nèi)熱式氣體熱載體法 魯奇-斯皮爾蓋斯低溫干餾法是工業(yè)上已采用的典型方法。此法采用氣體熱載體內(nèi)熱式垂直連續(xù)爐,在中國(guó)俗稱(chēng)三段爐,即從上而下包括干燥段、干餾段和冷卻段三部分(圖1)。褐煤或由褐煤壓制成的型塊(約25~60mm)由上而下移動(dòng),與燃燒氣逆流直接接觸受熱。爐頂原料的含水量約15%時(shí),在干燥段脫除水分至 1.0%以下,逆流而上的約250℃熱氣體冷至80~100℃。干燥后原料在干餾段被600~700℃不含氧的燃燒氣加熱至約500℃,發(fā)生熱分解;熱氣體冷至約250℃,生成的半焦進(jìn)入冷卻段被冷氣體冷卻。半焦排出后進(jìn)一步用水和空氣冷卻。從干餾段逸出的揮發(fā)物經(jīng)過(guò)冷凝、冷卻等步驟,得到焦油和熱解水。德國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)、捷克斯洛伐克、新西蘭和日本都曾建有此類(lèi)爐型。中國(guó)東北也曾建此種爐。60年代初,在中國(guó)曾采用的氣燃式爐也屬此類(lèi)型,后因大量廉價(jià)天然石油的開(kāi)采而停產(chǎn)。
  內(nèi)熱式固體熱載體法 魯奇-魯爾蓋斯低溫干餾法(簡(jiǎn)稱(chēng)L-R法)是固體熱載體內(nèi)熱式的典型方法。原料為褐煤、非粘結(jié)性煤、弱粘結(jié)性煤以及油頁(yè)巖。20世紀(jì)50年代,在聯(lián)邦德國(guó)多爾斯滕建有一套處理能力為10t/h煤的中間試驗(yàn)裝置,使用的熱載體是固體顆粒(小瓷球、砂子或半焦)。由于過(guò)程產(chǎn)品氣體不含廢氣,因此后處理系統(tǒng)的設(shè)備尺寸較小,煤氣熱值較高,可達(dá)20.5~40.6MJ/m3。此法由于溫差大,顆粒小,傳熱極快,因此具有很大的處理能力。所得液體產(chǎn)品較多、加工高揮發(fā)分煤時(shí),產(chǎn)率可達(dá)30%。  L-R法工藝流程(圖2)是首先將初步預(yù)熱的小塊原料煤,同來(lái)自分離器的熱半焦在混合器內(nèi)混合,發(fā)生熱分解作用。然后落入緩沖器內(nèi),停留一定時(shí)間,完成熱分解。從緩沖器出來(lái)的半焦進(jìn)入提升管底部,由熱空氣提送,同時(shí)在提升管中燒去其中的殘?zhí)迹箿囟壬撸缓筮M(jìn)入分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離。半焦再返回混合器,如此循環(huán)。從混合器逸出的揮發(fā)物,經(jīng)除塵、冷凝和冷卻、回收油類(lèi),得到熱值較高的煤氣。

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