黑大偉 劉濤（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

塊煤干餾技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢

黑大偉 劉濤（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

我國煤炭資源豐富，其中90%作為燃燒使用，因此利用效率很低。塊煤干餾技術(shù)就是通過對煤熱解的加工過程，從而生產(chǎn)出焦油和煤氣的工藝。該技術(shù)可以充分利用煤炭資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)具有節(jié)能環(huán)保的核心優(yōu)勢。目前塊煤干餾技術(shù)可分為外熱式和內(nèi)熱式兩種類型，而且這兩種技術(shù)的應(yīng)用均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。隨著塊煤干餾技術(shù)的不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，其發(fā)展趨勢逐漸向規(guī)?；⒏咝Щ?、環(huán)?；推焚|(zhì)化方向邁進(jìn)。

塊煤干餾技術(shù)；煤熱解；外熱式；內(nèi)熱式

在我國能源資源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源的占有比例較高。由于低階煤具有自燃、易風(fēng)化、易揮發(fā)和熱值低等特點(diǎn)，因此就地加工轉(zhuǎn)化成為了煤炭資源利用的主要形式。與此同時(shí)，90%的煤炭作為直接燃燒使用，因此利用效果并不樂觀。眾所周知，煤炭的組成十分復(fù)雜，含有大量的氫類和芳香類化合物，燃燒利用不僅破壞了煤分子的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)，而且對環(huán)境也造成了極大的污染。在國家構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)并倡導(dǎo)節(jié)能減排的形勢背景下，提高對煤炭資源的利用效率十分必要，且意義重大。通過對煤進(jìn)行熱解加工，可以實(shí)現(xiàn)對低階煤的高效利用，其中分解生成的煤氣、低溫焦油、粗苯和焦炭等產(chǎn)品可以服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)和日常生活所需。此外根據(jù)加熱溫度的不同，煤干餾可以分為低溫干餾、中溫干餾和高溫干餾三種形式。其中，低溫干餾中根據(jù)原料粒度的特點(diǎn)，又分為塊煤干餾和粉煤干餾。本文將重點(diǎn)探究塊煤干餾工藝中外熱式和內(nèi)熱式工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對其未來發(fā)展趨勢做出合理性探究與分析。

1 對塊煤干餾技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的研究

1.1 外熱式塊煤干餾工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

首先，外熱式干餾工藝的優(yōu)點(diǎn)是干餾室與燃燒室不直接接觸，這樣能夠保證干餾揮發(fā)產(chǎn)物不被稀釋，因此干餾煤氣的利用率較高，同時(shí)能夠提升煤氣的熱量值。與此同時(shí)，外熱式工藝還具有處理原料能力的廣泛性和適應(yīng)性。其次，外熱式干餾工藝的缺點(diǎn)為前期投資成本較高，且易出現(xiàn)煤料在處理過程中加熱不均勻的現(xiàn)象發(fā)生。而且加熱速度相對較慢，揮發(fā)產(chǎn)物的分解反應(yīng)很難控制，此外焦油產(chǎn)率也很低。結(jié)合優(yōu)缺點(diǎn)對比，外熱式工藝并不是塊煤干餾的理想手段。

1.2 外熱式塊煤干餾工藝的分類

塊煤外熱式工藝包含直立爐干餾工藝、回轉(zhuǎn)爐工藝和無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床工藝三種類別。其中外熱式直立爐干餾工藝對于塊煤的要求只需具有黏結(jié)性和塊度即可，其代表類型為英國伍德爐和德國考伯斯?fàn)t兩種；外熱式回轉(zhuǎn)爐干餾工藝目前尚處于研發(fā)起步階段，我國化工企業(yè)和研究所正抓緊對該工藝進(jìn)行改進(jìn)和完善。其原理是通過對回轉(zhuǎn)爐的串聯(lián)，進(jìn)而對塊煤進(jìn)行干燥、干餾，最后直接冷卻的過程。該工藝也具有一定的不足，例如穩(wěn)定性差，耗能高和易發(fā)生設(shè)備堵塞的狀況，通過應(yīng)用新型臥置回轉(zhuǎn)爐可以有效提升塊煤干餾工藝的處理能力及效率；此外，無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾工藝是目前較為先進(jìn)的外熱式塊煤加工技術(shù)，該技術(shù)環(huán)節(jié)包括預(yù)處理、旋轉(zhuǎn)床熱解、油水分離和熄焦四個(gè)步驟，因此優(yōu)勢性能及處理能力十分顯著。

1.3 內(nèi)熱式塊煤干餾工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

首先，內(nèi)熱式塊煤干餾工藝的優(yōu)點(diǎn)是熱載體直接進(jìn)人干餾室，因此加熱相對均勻，且結(jié)構(gòu)十分簡單，同時(shí)干餾耗熱量低，最為關(guān)鍵的是能夠最大限度地提升熱效率值。此外，熱載體既可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對氣體、固體或其它燃料等不同類別狀態(tài)的應(yīng)用；其次，內(nèi)熱式塊煤干餾工藝的缺點(diǎn)為：對塊煤的粒度有嚴(yán)格的要求，同時(shí)與外熱式相比，對于粘結(jié)性較高的煤碳無法實(shí)現(xiàn)實(shí)效性的處理加工，而且干餾煤氣熱值較低。

1.4 內(nèi)熱式塊煤干餾工藝的分類

塊煤內(nèi)熱式工藝包含魯奇魯爾煤氣工藝、SJ低溫干餾直立炭化爐、LCC干餾技術(shù)、柯林斯達(dá)帶式爐低溫干餾技術(shù)等。其中魯奇魯爾煤氣工藝是利用熱半焦作為熱載體的一種工藝手段。一般來說，塊煤要經(jīng)過螺旋給料器和導(dǎo)管才能進(jìn)入干餾槽，同時(shí)與集合槽中的熱半焦匯集，進(jìn)而發(fā)生干餾的過程；而SJ低溫干餾直立炭化爐其實(shí)屬于魯奇三段爐的更新?lián)Q代產(chǎn)品，該項(xiàng)技術(shù)投資少，而且后期經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化和機(jī)械化生產(chǎn)，然而其能耗大、污染嚴(yán)重和無法形成規(guī)?；a(chǎn)的不足是限制其發(fā)展的重要原因；此外，LCC干餾技術(shù)的原理為：首先利用煤干燥、干餾和鈍化技術(shù)的協(xié)調(diào)融合，進(jìn)而將低階煤提質(zhì)為更加穩(wěn)定并富含高價(jià)值新型化工產(chǎn)品的過程。LCC干餾工藝的核心設(shè)備包含PCT激冷塔、熱解爐、PMC精制塔等，而且能夠保證熱氣體和煤料之間的有效導(dǎo)熱，同時(shí)減少熱解時(shí)間并能快速排出污染來源。

2 對塊煤干餾工藝發(fā)展趨勢的探究

首先，向原料粉煤化和裝置大型化趨勢發(fā)展。目前塊煤干餾工藝對煤炭粒度的要求較高，然而煤炭在開采中不可避免地會(huì)生成粉煤，而且粉煤產(chǎn)量巨大。因此在今后的干餾技術(shù)研發(fā)中，要加大對粉煤化工藝的探索，進(jìn)而最大限度地提升煤炭資源的綜合利用效率。此外，為了進(jìn)一步提升煤炭熱解的產(chǎn)能，要努力向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化和大型化方向不斷深入實(shí)踐；其次，提高能源轉(zhuǎn)化效率以及產(chǎn)品的品質(zhì)。目前干餾工藝的轉(zhuǎn)化效率并不可觀，而且生產(chǎn)過程存在粗放式的加工模式，不利于節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。而且產(chǎn)品的種類相對單一，因此要不斷豐富和拓展煤炭熱解的產(chǎn)品類型，以實(shí)現(xiàn)熱、電、氣、油和化學(xué)產(chǎn)品的全面覆蓋；最后，提升水資源循環(huán)利用及環(huán)保水平。水是干餾技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，在今后的技術(shù)創(chuàng)新中，要有效實(shí)現(xiàn)對水資源的節(jié)約和回收，同時(shí)做好污水處理工作，以減少對環(huán)境的危害。

總之，塊煤干餾技術(shù)的發(fā)展要時(shí)刻保持與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新，并結(jié)合我國實(shí)際國情，從而在工藝設(shè)計(jì)上不斷向高效化、節(jié)能化、環(huán)保化和規(guī)?；较蛲黄坪蛙S進(jìn)。

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