煤热解过程分析与工艺调控方法

通过煤热解技术获取紧缺的油气资源是低阶煤清洁利用的有效途径之一。针对煤热解工艺存在焦油产率与品质难以控制以及焦油中粉尘含量高等关键技术问题,从煤的热解反应机理出发,详细探讨了热解挥发分二次反应的种类和发生条件以及影响热解过程的主要因素,结合煤热解技术应用,总结了逆向传热与传质所导致的挥发分气相二次反应是焦油产率下降的主要原因;同时,分析了热解过程中煤颗粒破碎机理以及煤热解过程中粉尘的主要来源。在前人研究结果的基础上,提出控制热解挥发分的流动方向从高温区向低温区流动、热解耦合气化以及耦合原位的焦油提质与除尘等方法可以调控煤热解过程,抑制重质焦油生成、提高焦油中轻质组分含量以及减少焦油中的含尘量,从而实现煤的定向热解。     

煤热解工艺现状分析

阐述了国内外典型的固体热载体、气体热载体和无热载体煤炭热解工艺技术,指出各个工艺的优缺点,对各种工艺技术能否真正实现商业化运营进行了分析。     

煤热解工艺中的热风炉选型分析

介绍了粉煤热解工艺中几种常用的热风炉——煤粉炉、燃气炉、水煤浆炉、沸腾炉的工作原理及特点,通过对各种热风炉综合性能的比较,对其在热解工艺中的设计选型进行了分析。     

煤热解技术工艺现状

我国煤炭资源较为丰富,石油资源相对匮乏,在我国已探明的煤炭资源中,低阶煤占比较高,通过煤热解技术,发展煤制烯烃和芳烃等产业,实现对低阶煤炭资源的高效清洁转化,意义重大。本文介绍了鲁奇三段内热式炉、Toscoa1工艺、LR工艺、DG热解技术、LCC热解技术等9种国内外典型的煤热解技术工艺,并对每种工艺特点进行了介绍分析。     

煤在等离子体热解制乙炔工艺过程优化研究

煤等离子热解制乙炔工艺是传统电石法制乙炔的潜在替代新工艺,对该工艺过程进行优化是研究的重要方向。首先建立煤在等离子体热解制乙炔反应器数学模型并进行数值模拟,然后通过反应器结构优化、采用惰性隔离气体及工作气体再循环等措施,能使煤在等离子体热解制乙炔工艺过程连续运行时间延长2倍左右,乙炔转化率提高10%左右、降低了乙炔比能耗5%左右。     

提高煤热解过程中BTX收率的方法

煤热解及由煤热解联产高附加值化学品BTX(苯、甲苯和二甲苯)是实现煤炭高效清洁转化利用的重要方式之一。围绕如何提高煤热解过程中BTX收率的核心问题,论述了热解气氛、煤热解催化剂、溶剂预处理技术以及反应器类型等对热解产物分布的影响,认为欲提高热解产物中BTX等轻质芳烃的收率,必须从热解工艺和催化剂两方面进行重点突破,同时结合其他次要因素以实现操作条件最优化,提高煤热解产物中BTX等轻质芳烃的收率。     

煤液化残渣流化床热解工艺研究与碳减排分析

本文首先对煤液化残渣的原料进行了分析,并使用固定流化床反应器进行了实验研究。在实验结果的基础上,利用Aspen Plus软件对流化床热解过程进行了模拟,并对不同工艺过程的物料平衡和能量平衡进行了分析。通过对比不同工艺设计案例的能源效率、碳效率、固体废物排放量、CO₂排放量等指标,最终提出了一种灵活流化热解(FFP)耦合太阳能水电解的方法,将绿色氢气和绿色氧气引入该工艺,可以实现原料中碳、氢元素近乎完全利用,并生产出高品质的液体燃料和化学品,这一新工艺可以在整个工艺中实现近乎零碳排放。由于使用绿色氧气作为助燃剂,所产生的焦炭中的所有碳都可以转化为合成气并用作下游化工生产的原料气。因此,当一个70万t·a^-1的煤液化残渣流化床热解装置耦合电解水装置,该工艺的总碳效率可达到99.52%,是所有工艺中碳效率最高的,CO₂排放量从83737.67Nm³·h^-1降至3739.75Nm³·h^-1。该技术原理可以推广应用于有机固废热解、催化裂化、流化...     

等离子体煤热解与气化工艺的研究进展

介绍了煤在热等离子体中转化为小分子化合物的2个重要过程,即等离子体煤热解和气化的基本原理、应用及发展状况。在非氧化性气氛中,煤热解生成的气体产物主要是乙炔、氢气、一氧化碳,此外还有甲烷和乙烯等小分子烃,乙炔的收率与煤种、粉煤粒度、反应器结构、粉煤进料方式、进料速度及操作条件密切相关,等离子体中氢的存在有利于乙炔的产生;在氧化性气氛中,煤气化产物主要是一氧化碳和氢气,煤中碳的转化率达95%,合成气体积分数约85%,二氧化碳体积分数低于5%。指出等离子体应用于煤转化过程是煤洁净利用的有效方式,具有潜在的工业化应用前景。     

一种低变质煤微波热解过程分析

微波闪速热解是低变质煤转化的一种新工艺.研究了微波加热条件下原煤粒度变化对热解产品质量和收率的影响.结果表明,微波加热条件下,10min左右煤料温度可达到750℃,22min焦油收率就可达到12%左右,比常规加热提高4%;热解煤气中氢气、一氧化碳和甲烷含量大幅度提高;原料煤粒度对各种产品的收率影响不大.因此该工艺可用于粉煤的快速热解,为煤气的进一步综合利用奠定了基础.     

固定床内煤热解过程中的颗粒特性分析

本文在自建的小型固定床上研究了煤在固定床内热解的颗粒特性,考察了诸多因素（温度、热解时间以及粒径大小）对煤颗粒破碎特性的影响。     

煤热解过程中硫的脱除

本文研究了山东省和四川省５个煤阶的７种高硫煤在４００～９００℃热解温度下有机硫的脱除、硫铁矿硫的分解及脱除，评价了煤阶、温度、硫分组成对脱硫效果的影响，并对热解脱硫机理进行了探讨。     

淖毛湖煤慢速热解过程官能团相互作用

采用滴管炉,在短停留时间下,制备具有一定低温反应活性而消除主要低温交联位点的淖毛湖煤（NMHcoal）快速热解半焦（NRPchar）,再将NMHcoal和NRPchar混合进行慢速热解,研究官能团间的相互作用。热重分析结果表明,NMHcoal/NRPchar混合比为5∶5,温度为500℃热解时具有较强的负协同作用。固定床热解结果表明,NMHcoal热解生成的挥发物部分扩散至NRPchar中,?CH₃与芳碳自由基以及?O有更多的结合概率与时间,使焦油中含甲基的萘、酚类增多,半焦中烷基化邻氧芳碳结构与醚类结构增加。析出的酚类增多,使半焦中连氧芳碳结构减少。NRPchar中生成较多的多环芳烃前体,它们与酚类物质发生反应生成多环芳烃和CO,使共热解焦油中5、6环化合物含量增加,而另一部分滞留在半焦中使其比表面积降低。     

煤热解富产焦油的工艺评述

本文在综合评述煤加氢热解工艺、煤甲烷共热解工艺及煤焦炉气共热解工艺的基础上，提出煤焦炉气催化热解新方法，以期实现煤催化热解富产焦油的新工艺，为煤非燃料利用开辟一条新的途径。     

煤热解制焦油的工艺研究进展

煤热解是一种重要的煤炭分质利用技术,中低温热解焦油是制取液体燃料和化学品的重要原料。本文从对煤进行预处理、改变热解气氛、催化热解与催化加氢热解、煤与其它物质共热解、新型耦合热解工艺等方面综述了煤热解制焦油的工艺研究进展,探讨了影响煤热解过程焦油产率的因素及机理,并对各工艺进行了评价。     

煤热解工艺焦油产率及性质

世界对于能源的储备、需求、开发利用的格局变化日益明显。我国石油、天然气相对贫乏,褐煤资源丰富。煤热解是褐煤高效洁净利用的关键技术。文章对煤焦油种类及典型的煤热解工艺进行了简要介绍,并对各工艺生产的焦油产率、性质进行了分析。     

升温速率及热解温度对煤热解过程的影响

为了研究煤热解过程中升温速率及热解温度对热解产物分布及热解过程吸热量的影响,采用热重和热红联用技术对煤热解过程进行了分析.研究了不同升温速率和热解温度对煤热解过程的气态产物分布的影响,并对所产生的焦炭性质进行了分析.结果表明:煤的整个热解过程的吸热量随升温速率的增加而减小;煤热解产生的焦油组分含量包括芳香族、脂环族和脂肪族含量达到最大值所对应的热解温度随升温速率的增加产生滞后现象,但是煤热解产生的煤气成分随着升温速率增加而急剧释放;随着热解温度的升高,焦炭结构逐渐致密,裂纹及裂缝产生,芳香晶核增大,同时焦炭中的氧和氮含量由于含氮和含氧化合物的继续分解而降低.     

共热解过程中煤与生物质相互作用的研究进展

煤炭与生物质共热解是实现煤炭高效清洁利用的重要途径之一。共热解可改善煤炭单独热解产生的污染问题和生物质单独利用时能源密度低、季节性供应不平衡的问题,不仅能提高煤炭转化效率,还能获得更高品质油品。本文从煤与生物质共热解的影响因素、研究方法和共热解过程中组分间相互作用等方面出发,对近期国内外煤与生物质共热解的研究进行综述。总结了生物质种类、热解工艺参数和热解反应器的类型对煤与生物质共热解过程的影响规律以及煤与生物质在共热解过程中的相互作用过程,即半焦与挥发分间的相互作用、挥发分间的相互作用、生物质中碱金属对共热解的催化作用,并针对如何进一步认识煤与生物质相互作用机理、提高共热解效率等问题和发展方向作了展望。     

煤与生物质的热解

综述了煤与生物质的热解研究现状，着重介绍了煤与生物质在各种不同气氛下的热解情况，并对煤与生物质的热解机理做了更进一步的探讨，指出对煤与生物质的共热解的研究具有重要的意义，而且可望成为获取高附加值的热解产品和洁净煤转化技术的新途径。     

煤热解工艺及其增油技术研究进展

综述了最新的煤热解工艺和典型的煤热解增油技术,内构件移动床碎煤热解工艺和内旋式移动床煤热解新工艺适用于小颗粒低阶煤,内旋式移动床煤热解新工艺和中科院工程热物理所240 t/d固体热载体粉煤热解工艺可以更好地解决粉尘夹带的问题,双循环固体热载体工艺对不同煤种具有良好的适应性。在煤热解增油技术中,煤与其他物质共热解和甲烷活化与煤热解耦合技术更具有工业应用前景。     

煤与油砂在外热式回转炉低温热解工艺中的对比分析

采用新疆煤和印尼油砂两种不同的原料,利用外热式回转炉低温热解工艺分别进行了试验,并根据试验结果,从进出料形式、热解温度、停留时间、热解工艺等方面进行了对比分析。