煤化工中的煤低温干馏研究

　　摘. . 要：本文重点针对煤化工生产工作过程中，煤低温干馏工作展开了相关分析和研究，对煤化工生产过程中的相关内容进行了阐述，并且对煤的低温干馏处理工作要点进行深入探索，充分发挥出煤低温干馏技术的应用优势，提高煤化工生产工作的整体质量和效果，推动我国化工产业不断朝着更高目标上发展。

　　关键词：煤化工；煤炭；低温干馏

　　根据目前到世界石油消耗速度，在未来的几十年间石油资源的储存量将会达到最低点，同时对于一些比较容易开采且生产费用相对较低的油田基本上都处于开发工作当中，同时要想获取更多的石油资源，则需要朝着地层更深处的位置进行探索，整个石油资源的开采工作难度将会进一步加大，同时石油资源的开采费用也会大幅度上升。

　　因此，必须要寻求更多新型能源以及相关的化工原料来替代石油，进而人们对煤化工产业的重视程度不断上涨。

　　1. 煤化工生产过程中煤低温干馏技术分析

　　所谓煤化工产业主要是以煤炭资源作为主要的生产原料，通过化学加工处理之后可以有效实现煤炭资源的综合利用，简称为煤化工产业。煤炭资源在隔热空气环境条件下，受热分解之后会生成煤气、焦油、粗苯以及焦炭等各种材料称之为煤干馏。根据煤炭加热的最高温度的不同，可以将其分为三种形式，即低温干馏、中温干馏以及高温干馏，煤炭的低温干馏处理工的过程属于一种在常压生产条件下不需要进行加氢处理，不用氧气即可制取煤气和煤焦油，通过该生产工作流程充分实现煤炭资源的部分气化以及液化 ［1］ 。低温干馏的气化以及液化生产工艺流程相对比较简单，在反应条件方面比较温和，前期的经济成本投量相对较少，生产成本相对较低。煤低温干馏生产技术在整体的经济效益上表现非常明显，更加适用于低温干馏加工和处理，褐煤的半焦反应表现性相对较好，适合作用在一些还原反应生产条件当中。半焦含硫比原煤更低，低硫半焦燃料更加有利于环境的保护工作，低阶煤炭资源没有明显的粘接性，更加有利于在移动床或者流化床干馏炉当中来进行反应和生产，最佳的热解温度会随着煤炭资源的性质不同而有所变化，因此对于低温干馏处理效果也会产生一定的影响。

　　1.1 低温干馏的主要炉型

　　干馏炉设备是低温干馏生产工艺流程当中非常重要的组成设备，在低温干馏处理工作当中可以保证工作效率更高、操作更加简单稳定。

　　在低温干馏处理工作过程中，要求干馏物料必须要进行充分加热保证加热工作的均匀性，并且对整个干馏控制过程进行合理把控，在原料种类方面需要保证原材料的煤炭颗粒直径大小，需要符合干馏处理工作标准，同时要进一步控制挥发物所产生的二次热解作用，通过低温干馏处理工艺流程，可以进一步实现对干馏物料的升温处理。干馏炉在工作过程中工作方式，可以分为外热式和内热式两种形式，外热式干馏炉在煤炭材料的供给过程中，主要是从炉墙到外部直接输入，其中煤炭材料装在干馏室内部，通过热量传导直接进入到炉墙当中，通过炉墙外部进行燃烧加热，通常情况下，外热式干馏炉煤气燃烧和加热主要是在燃烧室内进行燃烧是通过火道所组成燃烧室，位于干馏室中间位置煤气和空气在火道当中进行燃烧 ［2］ 。由于干馏式和燃烧室之间不相通，同时干馏挥发物和燃烧式的烟气之间不会形成混合问题，进而可以充分保证反应过程所产生的挥发物不会被进一步稀释，但是由于外热式的工作方法所产生的缺点问题也比较明显，因为导热系数相对偏低，煤炭资源受热不均匀，会直接造成半焦材料质量不符合生产工作要求。而对于内热式干馏炉来讲，在工作当中主要是通过热载体将热量直接传送到煤炭当中，气体的热载体会直接进入到干馏室内部，穿过块粒状干馏掉层将热量直接输送到煤炭材料当中，气体的热载体通常是燃料煤气在燃烧过程中，所产生的烟气热载体可以是固定状态，并且在最近几年的发展过程中，煤的低温干馏处理对内热方式的应用比较广泛。

　　1.2 煤低温干馏产品的主要影响因素

　　在煤化工生产过程中，煤炭低温干馏产品的生产率以及产品的性质和原材料，煤炭的性质、加热条件、煤炭加热速率以及加热温度等各个方面因素有着直接的关联。干馏炉的工作形式加热方法以及挥发物等，在高温区域的停留时间对煤炭产品的产率和性质产生了直接性影响。煤炭在加热温度场地内部的均匀性，以及气态产物的二次热解深度等会产生直接性干扰。

　　1.2.1 原料煤所产生的影响

　　由于不同类型的褐煤在低温干馏处理过程中，所产生的焦油产率差别相对较大，实际变动范围在 4.5%~23% 之间。烟煤低温焦油的实际产率和煤炭材料的性质有着直接的关联，气值范围在 0.5%~20%之间，会随着煤炭的变质程度所产生的焦油产率也会出现变动。其中肥煤条件性质比较特殊，当将其加入到 600℃的情况下，所生成的焦油量等于或者高于气煤，腐泥煤低温干馏所产生的焦油产率通常情况下相对偏高，原材料对于低温干馏焦油所产生的影响相对比较明显，由于原材料煤炭的性质有所不同，因此所生成的低温焦油组分以及实际产量也会存在明显的差异性。

　　1.2.2 加热最终温度所产生的影响

　　煤干馏处理工作过程中，最终的加热温度是生成产品的产率以及产品物质组成的重要影响因素，同时也属于区分干馏类型的重要标志，随着温度的不断升高会造成具有较高活化性能的热解反应陆续出现。在热解反应过程中会生成各种不同类型的多环芳烃物质，这种物质的热稳定性相对较强，不同类型的煤炭在初步开始热解过程中，所需要的基础温度也各有不同，煤化度低的煤热解温度也相对较低，煤炭的块度对热解产物所产生的影响相对较大，通常情况下每一块的块越大则焦油的产率则越低，因为每一个导热系数相对偏低，每一块内外的温差量较大，外部高于内部，通过内热解反应之后会形成相应的挥发物。通过内向朝着外向导出会经过高温度的表面层，在焦油产生过程中会形成二次热解现象，组分会产生相应的变化会生成气态或者是固态化合物。除此之外，所产生的挥发物通过煤块内部会逐渐向外部析出，会直接受到阻力因素的影响高于生成温度区间，会进一步加大二次热解的速率和反应程度。

　　1.2.3 低温干馏的加热速率和供热条件所产生的影响通过提高煤炭的加热速率，可以有效控制焦油量的实际产率大小，可以进一步增加焦油的实际产量，煤气的产率则有所降低。在加热速率较慢的情况下，煤质在低温区间的受热时间相对较长，热解反应过程中的选择性较强，初期热解会造成煤炭分子当中比较弱的化学键断开，进而会产生相应的热聚缩反应，进而会形成稳定性更好的物质结构。在高温加热阶段分解量相对较少，同时在快速加热反应过程中会造成一些强度较大的分子键进一步断裂和分解，因此在慢速加热升温过程中固体的残渣率相对较高。同时在反应过程中所受到的压力影响因素也相对较大，压力大小对于煤的低温干馏所产生的影响，主要表现在煤焦油的产率大小，气态产物的生成量压力的增加，不但会造成半焦产品的总量上涨，同时在产品材料的强度方面也在不断提高，主要是因为所产生的挥发物析出困难，会造成对应液相产物之间的作用力加强，进而会发展成为热缩聚反应。

　　2. 结语：

　　综上，在煤化工生产工作过程中，通过低温干馏技术的有效运用，在整体的生产工作效果上非常明显，可以为煤化工单位带来更高的生产经济效益，同时有效控制石油资源的消耗量，推动我国化工产业不断朝着更高目标上发展。

　　参考文献：

　　［1］张柏林 , 胡兆斌 , 宋传阳 . 低温干馏煤气脱硫碱源的研究 [J]. 燃料与化工 ,2019,50(01):40-42.

　　［2］高勇 , 闫龙 , 范晓勇 . 燃气比及入口流速对 SJ 低温干馏炉内燃烧特性的影响 [J]. 工业炉 ,2018,40(01):7-9+13.