低溫乾餾又稱低溫熱解。指煤在隔絕空氣的低溫(500～700℃)條件下的乾餾過程。煤炭低溫乾餾產品主要為固態半焦、液態的焦油和氣態的煤氣。
基本介紹
- 中文名：煤炭低溫乾餾產品
- 外文名：low-temperature pyrol- ysis product of coal
- 學科：煤化工
- 產品：固態半焦、液態的焦油和煤氣
- 套用：化工、燃燒
- 生產方法：低溫乾餾
半焦,低溫焦油,低溫乾餾煤氣,
半焦
煤炭低溫乾餾後得到的固體產物。半焦產率約占原料煤質量的50%～70%。半焦產率(半焦質量占煤樣質量的百分率) 既受原料煤種類和性質的影響，亦受低溫乾餾的條件和工藝等因素的控制，所以半焦的成分和性質變化較大。半焦灰分除主要來自原料外，還受到熱解過程中外來雜質混入及半焦燒損的影響。半焦灰分高低決定其用途和經濟價值，灰分高的半焦除用於燃燒或氣化外，用途有限，但灰分低的半焦卻是寶貴的工業原料。半焦的揮發分與乾餾溫度有關。一般變化於10%～20%之間。半焦的粒度大小與低溫乾餾工藝所規定的入爐原料粒度有關，亦受熱解條件的影響。半焦粒度愈大，因利用方便，經濟價值也愈高。由於低溫乾餾原料大多屬粘結性較差或無粘性煤，不產生熱熔化和粘結作用，半焦抗碎強度遠低於高溫焦炭，結構比較疏鬆，易磨損碎裂;堆積密度變化大;對貯存、運輸和使用均產生一定的影響。
努力開拓半焦的利用途徑和潛在市場對低溫乾餾工業發展至關重要。半焦有著良好的燃燒性能，易著火，熱值高，燃燒無煙，污染小，是鍋爐和家庭的理想燃料，在歐洲有長期使用的歷史。由於半焦孔隙發育，化學反應性強，可供各種氣化爐造氣使用。半焦也是一種高爐噴吹的理想燃料。半焦的比電阻顯著高於高溫焦炭，它在電爐冶煉矽鐵等合金時，能降低電耗和生產成本，有利於提高鐵合金的產量和質量。褐煤及低煤階煙煤的半焦具有相對多的敞開孔隙結構，大孔發育，適宜加工成某些吸附性能良好的吸附劑和活性炭，用於廢水、廢氣處理。半焦還可作為配煤煉焦中的瘦化劑，煉磷和有色金屬的還原劑，代替木炭生產二硫化碳，以及燒結鐵礦粉、水泥、陶瓷等爐窯用的燃料。
低溫焦油
煤炭經低溫乾餾後所得的有機液態產物通稱低溫焦油。呈褐色，密度約為1g/cm3，具有難聞的氣味。
低溫焦油中含有許多分子量和結構不同的化合物。低溫焦油的產率和成分除隨原料煤的種類變化外，還受熱解溫度、速度及其停留時間的影響。低溫焦油中含有不飽和烴、飽和烴、環狀烴、芳香烴類，各級酚類、醛類、酮類、酯類、醇類，各種含硫及含氮化合物以及分子量較大的重質成分，其特點是含有較多的含氧化合物。按其組成大致可劃分為酸性油(20%～35%)、中性油(60%～70%)和鹼性油(1%～3%)3部分。酸性油除含一部分苯酚或1～2個甲基的低級酚外，還含有很多甲基、乙基或更大分子量的側鏈基高沸點酚類，在低於260℃餾分中鑑定出183種不同種類的酚類化合物。中性油主要由石蠟、各類烷烴和環烷烴系、氫化芳香族化合物組成。鹼性油含有吡啶和喹啉系鹼類及氫化芳香族類鹼性化合物。無論中性油和鹼性油均能從中檢出多種分子量和沸點不同的化合物。隨著檢測技術的進步，今後還可以從低溫焦油中分離和檢出更多的化合物。
低溫焦油是一種寶貴的化工原料。通常將焦油加以分離，採用蒸餾或萃取等方法得到粗餾分，然後再精製加工。酸性組分可利用苛性鈉水溶液洗滌使變成鈉鹽從焦油中分離出來，再用硫酸或二氧化碳中和，變成游離酸，再經過精餾，就可得到苯酚、甲酚、二甲酚和一系列沸點不同的高級酚類產品。苯酚、甲酚、二甲酚等是合成樹脂、染料、醫藥、香料等的重要原料，酚類化合物還可以用來生產除草劑、殺蟲劑、消毒劑等，或加工塑膠的增塑劑、橡膠的抗氧化劑及溶劑等，高級酚亦可用作浮選藥劑、木材防腐劑和粘合劑等。鹼性組分亦有多種方法加以分離精製，其中最重要為吡啶和喹啉化合物，可加工為磺胺劑、維生素、殺蟲劑、防腐劑、染料、照相感光劑等。
低溫焦油經加工製取發動機燃料一直是低溫乾餾工業的主要目的之一。加工方法很多，如溶劑萃取、蒸餾、熱解、催化裂化和加氫等，其中以加氫提質效果最佳。對中性油加氫精制和加氫裂化，可以降低氫耗，有效脫除氧、氮、硫雜原子，降低縮合芳烴含量，轉化為低分子的飽和烴類，成為質量合格的發動機燃料。
低溫乾餾煤氣
煤炭經低溫乾餾後得到的氣體產物。其熱值一般為13～20MJ/m3。
低溫乾餾煤氣產率、成分和熱值隨著原料煤和乾餾工藝的不同有所變化。它能反映煤受一次熱解反應後的特徵。煤氣產率低於高溫乾餾煤氣產率，一般為150～250m3/t煤。煤氣主要成分為甲烷、氫、一氧化碳、二氧化碳，還有少量其它烴類物質。甲烷一般可達50%左右，氫含量在30%左右，一氧化碳和二氧化碳含量各為5%左右。低溫乾餾煤氣熱值高，是優質民用煤氣和工業燃料氣。將甲烷轉化為一氧化碳和氫後，可作為合成原料氣。
