煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備--低溫干餾儀器原理
2016-05-03
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鶴壁市華維科力
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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)時主要用于制取燈油（或稱煤油）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，納粹德國基于戰(zhàn)爭的目的,建立了大型低溫干餾工廠,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，大量廉價石油的開采，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，在中國俗稱三段爐，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，與燃燒氣逆流直接接觸受熱。爐頂原料的含水量約15%時，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)過冷凝、冷卻等步驟，得到焦油和熱解水。德國、美國、蘇聯(lián)、捷克斯洛伐克、新西蘭和日本都曾建有此類爐型。中國東北也曾建此種爐。60年代初，在中國曾采用的氣燃式爐也屬此類型，后因大量廉價天然石油的開采而停產(chǎn)。
內(nèi)熱式固體熱載體法 魯奇－魯爾蓋斯低溫干餾法（簡稱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)性煤以及油頁巖。20世紀(jì)50年代，在聯(lián)邦德國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，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)，停留一定時間，完成熱分解。從緩沖器出來的半焦進(jìn)入提升管底部，由熱空氣提送，同時在提升管中燒去其中的殘?zhí)?，使溫度升高，然后進(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,得到熱值較高的煤氣。
