煤炭快速熱解

煤粉在大於100℃/s的加熱速度下迅速達到終溫 (如600℃、800℃或1000℃等)進行熱分解。當煤粉的加熱速度高於106℃/s時，又稱閃急熱解。

基本介紹

• 中文名：煤炭快速熱解
• 外文名：rapid pyrolysis of coal 
• 學科：煤炭工程
• 別稱：閃急熱解
• 優點：熱解效率高
• 方法：半焦一油一能法等

套用特點

煤炭快速熱解技術可以利用高揮發分、無(或弱)粘結性的粉煤。具有揮發物產率高、處理能力大、煤炭熱解的總能量效率高 (90%) 的特點。

熱解方法

煤粉快速熱解主要有兩種方式： 一是在流化床或氣流床中自供熱式(把煤的揮發分部分燃燒)或外供熱式(利用外部的熱氣體)使煤粉快速熱解，二是利用循環固體熱載體與煤粉混合實現快速熱解。由於反應器結構和類型、熱解氣氛變化(氮氣、水蒸汽、氫氣等)和壓力的不同，還開發了不同的快速熱解工藝，具有代表性的煤炭快速熱解工藝有： 半焦一油一能法西方研究公司熱解法和加氫熱解法等。

半焦一油一能法

採用低壓、多段、流化床的煤快速熱解工藝。包括4個串聯的流化床反應器，第一段反應器將粉煤(小於2mm)用煙道氣加熱至300℃以上，主要除去水分和水量揮發物;第二、三段反應器分別用氣體熱載體將煤和半焦加熱至450℃和540℃，大部分焦油和部分熱解氣體從第二段反應器頂部析出;第四段反應器通過半焦在氧化氣氛中燃燒，以提供第二、三段反應器所需的氣體熱載體。COED快速熱解工藝，適用於褐煤和高揮發分煙煤，當煤的粘結性增加時，乾餾段數也要增加。焦油收率10%～20%，煤氣產率15%～30%，其餘為半焦。所得輕質焦油易於加氫精制。

西方研究公司熱解法

將煤粉(200目)加入到熱半焦流中(煤的升溫速度在278℃/s以上)，熱解是在氣流床反應器內進行，在幾分之一秒內完成的快速熱解工藝。煤粉在反應器內停留時間小於2s，使揮發物的二次裂解減到最小，液體產品率增大。由反應器產生的半焦經旋風分離器，部分半焦為產品，其餘半焦進入半焦燃燒器，部分燃燒提高半焦溫度後，再返回至氣流床反應器，以供熱解所需的熱量。曾對美國西部不粘結的次煙煤進行過半工業試驗，熱解溫度在510℃，焦油產率13.5%，半焦產率70.7%，煤氣產率7.1%; 當熱解溫度增至593℃時，焦油、半焦和煤氣產率分別為16.3%、60.0%和11.8%。半焦循環量最高達1134kg/h，循環半焦溫度一般保持在649～871℃之間。熱解煤富有烴類化合物，熱值達26MJ/m。開發出使用有粘結性煤而無需氧化破粘的反應器。本工藝是以最大量獲得液體產物和最小量獲得氣體燃料為目的，半焦適合於作動力鍋爐的燃料。

加氫熱解法

以幾種褐煤和低煤階煙煤為原料經加氫裂解生成小分子烴的快速熱解工藝。磨細的煤與預熱氫氣混合，在760～871℃、10MPa和停留時間小於2s條件下進行加氫熱解。煤轉化率為50%～80%，輕質芳烴 (BTX) 產率為12%～16%，氣體產率 (CH4和C2H6為主) 為34%～68%。煤中雜原子以H₂S、NH₃、H₂O和CO₂等形式脫除。殘留半焦可用作制氫原料。這種工藝能一步完成生產輕質芳烴和高熱值煤氣的過程，但尚處於初級開發階段。此外，套用電漿、激波和輻射等方法熱解煤技術亦在積極試驗探索中。