關于煤焦化技術的知識

時間：2023-01-05 來源：現(xiàn)代煤化工

一、煤焦化主要產(chǎn)品

煤的焦化產(chǎn)品—焦炭、焦爐煤氣和煤焦油都是重要的化工原料。焦炭是氣化和電石生產(chǎn)的原料，主要用于鋼鐵與其他金屬的冶煉和鑄造。焦爐煤氣中主要含有H2、CO、CH4。不僅是重要的燃料氣，而且可以作為合成氣生產(chǎn)甲醇、合成氨等化工產(chǎn)品。

煤焦油是一種成分十分復雜的混合物，主要組分是芳香烴化合物和雜環(huán)化合物，有幾千種之多。從中分離出來并經(jīng)鑒定的有370多種，主要有苯、酚、萘、蒽、醌、香豆酮樹脂、吡啶、喹啉及其同系物等。

二、焦炭產(chǎn)量

2015年中國焦炭需求量約為4.35億噸，中國焦炭出口量985萬噸，是世界最大的焦炭出口國。焦化用原料煤約4.85億噸洗精煤、占全國原煤產(chǎn)量的14.8%。2016年中國焦炭產(chǎn)量為4.49億噸，占世界總產(chǎn)量的68.6%，居世界第一位。

2014年以前中國冶金焦產(chǎn)能和產(chǎn)量嚴重過剩，以大量出口來平衡生產(chǎn)，國家提出淘汰落后產(chǎn)能，以新技術改造原有大型焦爐，推行干法熄焦技術、自動密閉加煤和出焦技術、余熱發(fā)電技術、焦爐氣利用新技術、焦油深加工技術、焦爐大型化技術及污染物排放治理技術等。在國際上6m焦爐屬中型焦爐，德國魯爾煤業(yè)公司建成的現(xiàn)代化大容積焦爐，其炭化室高7.63m，寬0.6lm，長18m，孔數(shù)60，兩座焦爐焦炭產(chǎn)量為204萬噸，干熄焦能力為250t/h，是世界大型現(xiàn)代化焦爐。2006年以來，兗礦、太鋼、馬鋼等先后建成投產(chǎn)了7.63m超大型焦爐，使我國焦炭生產(chǎn)技術達到國際先進水平。國家規(guī)定新建焦爐單座爐產(chǎn)能必須達到100萬噸以上。焦爐大型化有利于降低噸焦的煤耗和能耗有利于提高勞動生產(chǎn)率和提高焦炭質(zhì)量降低生產(chǎn)成本和減少環(huán)境污染。焦爐大型化是我國焦化企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

我國大型搗固焦爐技術開發(fā)取得了成功，唐山佳華煤化工公司建成國內(nèi)第一座6.25m大型搗固焦爐，其規(guī)格與目前世界最大的搗固焦爐相同，但炭化室寬度增加了20mm。國家要求“十一五”期間淘汰4.3m以下小焦爐，淘汰落后產(chǎn)能8000萬噸。加快了焦化產(chǎn)業(yè)調(diào)整結構、節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)升級的步伐。“十二五”我國焦化生產(chǎn)技術和裝備水平有很大提高。

三、技術進展

國際上在發(fā)展現(xiàn)代化大容積室式焦爐的同時，20世紀80年代初德國魯爾煤業(yè)公司和礦山研究所開發(fā)了單室式巨型煉焦反應器，已完成試驗工作，尚未進行大規(guī)模生產(chǎn)。美國開發(fā)了無回收焦爐，由于取消了煤氣回收，不產(chǎn)生焦油和污水等污染物，改善了環(huán)境，具有焦爐結構簡單、建設費用低等優(yōu)點，缺點是焦爐頂部空間大，上部焦炭結構疏松，部分煤焦燒損、全焦率低。該技術在美國、加拿大、澳大利亞發(fā)展較好。

日本在型焦工藝技術方面做了大量工作。連續(xù)煉焦新工藝處于工業(yè)試驗階段，距大型工業(yè)化生產(chǎn)還有一定距離。

四、煤熱解干餾技術

煤的熱解也稱煤干餾或熱分解，是指煤在隔絕空氣下進行加熱分解的技術。主要是低階煤中低溫熱分解技術。

1. 低變質(zhì)煤熱解產(chǎn)能建設

煤熱解是以低變質(zhì)煤（褐煤、長焰煤、不黏煤和弱黏煤）為原料，通過干餾熱解，生產(chǎn)半焦（蘭炭）、煤焦油和煤氣三種初級產(chǎn)品，是對低變質(zhì)煤進行綜合利用的有效方法，其熱能利用效率可達85%以上。中國半焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，2016年全國總生產(chǎn)能力約（6800～7000）萬噸，陜西省榆林地區(qū)占71.4%，其次為內(nèi)蒙古、山西、寧夏、新疆等?。▍^(qū)）也有相當規(guī)模的半焦生產(chǎn)。2016年上述?。▍^(qū)）半焦產(chǎn)量約（3300～3500）萬噸，其中榆林地區(qū)產(chǎn)量2888.7萬噸，占全國82.5%。半焦在低變質(zhì)煤資源豐富地區(qū)具有較好的發(fā)展前景。在我國缺油的情況下，把煤通過熱解，先提取焦油，半焦再用作氣化原料或燃料，既可提高煤利用的經(jīng)濟效益，又可對我國石油短缺起一定的補充作用，是低變質(zhì)煤加工的較好途徑之一。

2. 低變質(zhì)煤熱解技術及爐型

低變質(zhì)煤干餾技術已實現(xiàn)工業(yè)化的爐型有10多種。

①內(nèi)熱式固定床干餾爐（三江），以塊煤為原料，單爐產(chǎn)半焦（7～10）萬噸/a，焦油產(chǎn)率7%～8%

②外熱式固定床干餾爐，以塊煤為原料，單爐產(chǎn)半焦（5～15）萬噸/a

③固體熱載體移動床干餾爐，以碎粉煤為原料，單爐處理原煤量（10～15）萬噸/a

④氣體、固體熱載體流化床干餾爐，以碎粉煤為原料，單系統(tǒng)處理煤量60×10萬噸/a，焦油產(chǎn)率10%～20%

⑤神霧蓄熱式旋轉床煤熱解爐（神霧），中試爐3×10萬噸/a，放大設計100萬噸/a

⑥氣流床雙循環(huán)粉煤快速熱解爐（勝邦），中試爐3萬噸/a，示范爐設計120萬噸/a

⑦回轉爐兩段式熱解爐，30萬噸/a，示范爐設計120萬噸/a

⑧煤干燥干餾多段式（國富）熱解爐，單爐進煤量（50～60）萬噸/a

⑨煤熱解氣化一體化流化床熱解爐，中試進煤15t/d

⑩真空微波煤熱解爐，試驗爐2萬噸/a，工業(yè)爐設計20萬噸/a ①帶式煤熱解爐，內(nèi)蒙古褐煤干燥提質(zhì)工業(yè)示范爐60萬噸/a?固體熱載體循環(huán)流化床復合式煤熱解爐，工業(yè)試驗爐10萬噸/a。