煤乾餾過程,主要經歷如下變化:當煤料的溫度高於100℃時,煤中的水分蒸發出;溫度升高到200℃以上時,煤中結合水釋出;高達350℃以上時,粘結性煤開始軟化,並進一步形成粘稠的膠質體(泥煤、褐煤等不發生此現象);至400~500℃大部分煤氣和焦油析出,稱一次熱分解產物;在450~550℃,熱分解繼續進行,殘留物逐漸變稠並固化形成半焦;高於550℃,半焦繼續分解,析出餘下的揮發物(主要成分是氫氣),半焦失重同時進行收縮,形成裂紋;溫度高於800℃,半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭。當乾餾在室式乾餾爐內進行時,一次熱分解產物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸,發生二次熱分解,形成二次熱分解產物(焦爐煤氣和其他煉焦化學產品)。煤乾餾的產物是煤炭、煤焦油和煤氣。煤乾餾產物的產率和組成取決於原料煤質、爐結構和加工條件(主要是溫度和時間)。隨著乾餾終溫的不同,煤乾餾產品也不同。低溫乾餾固體產物為結構疏鬆的黑色半焦,煤氣產率低,焦油產率高;高溫乾餾固體產物則為結構緻密的銀灰色焦炭,煤氣產率高而焦油產率低。中溫乾餾產物的收率,則介於低溫乾餾和高溫乾餾之間。煤乾餾過程中生成的煤氣主要成分為氫氣和甲烷,可作為燃料或化工原料。高溫乾餾主要用於生產冶金焦炭,所得的焦油為芳烴、雜環化合物的混合物,是工業上獲得芳烴的重要來源;低溫乾餾煤焦油比高溫焦油含有較多烷烴,是人造石油重要來源之一。
煤炭氣化是指煤在特定的裝置內,在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑(如蒸汽/空氣或氧氣等)發生一系列化學反應,將固體煤轉化為含有CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的過程。煤炭氣化時,必須具備三個條件,即氣化爐、氣化劑、供給熱量,三者缺一不可。
氣化過程發生的反應包括煤的熱解、氣化和燃燒反應。煤的熱解是指煤從固相變為氣、固、液三相產物的過程。煤的氣化和燃燒反應則包括兩種反應型別,即非均相氣-固反應和均相的氣相反應。
不同的氣化工藝對原料的性質要求有所不同,因此在選擇煤氣化工藝時,考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要。氣化用煤的性質主要包括煤的反應性、粘結性、結渣性、熱穩定性、機械強度、粒度組成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤乾餾過程,主要經歷如下變化:當煤料的溫度高於100℃時,煤中的水分蒸發出;溫度升高到200℃以上時,煤中結合水釋出;高達350℃以上時,粘結性煤開始軟化,並進一步形成粘稠的膠質體(泥煤、褐煤等不發生此現象);至400~500℃大部分煤氣和焦油析出,稱一次熱分解產物;在450~550℃,熱分解繼續進行,殘留物逐漸變稠並固化形成半焦;高於550℃,半焦繼續分解,析出餘下的揮發物(主要成分是氫氣),半焦失重同時進行收縮,形成裂紋;溫度高於800℃,半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭。當乾餾在室式乾餾爐內進行時,一次熱分解產物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸,發生二次熱分解,形成二次熱分解產物(焦爐煤氣和其他煉焦化學產品)。煤乾餾的產物是煤炭、煤焦油和煤氣。煤乾餾產物的產率和組成取決於原料煤質、爐結構和加工條件(主要是溫度和時間)。隨著乾餾終溫的不同,煤乾餾產品也不同。低溫乾餾固體產物為結構疏鬆的黑色半焦,煤氣產率低,焦油產率高;高溫乾餾固體產物則為結構緻密的銀灰色焦炭,煤氣產率高而焦油產率低。中溫乾餾產物的收率,則介於低溫乾餾和高溫乾餾之間。煤乾餾過程中生成的煤氣主要成分為氫氣和甲烷,可作為燃料或化工原料。高溫乾餾主要用於生產冶金焦炭,所得的焦油為芳烴、雜環化合物的混合物,是工業上獲得芳烴的重要來源;低溫乾餾煤焦油比高溫焦油含有較多烷烴,是人造石油重要來源之一。
煤炭氣化是指煤在特定的裝置內,在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑(如蒸汽/空氣或氧氣等)發生一系列化學反應,將固體煤轉化為含有CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的過程。煤炭氣化時,必須具備三個條件,即氣化爐、氣化劑、供給熱量,三者缺一不可。
氣化過程發生的反應包括煤的熱解、氣化和燃燒反應。煤的熱解是指煤從固相變為氣、固、液三相產物的過程。煤的氣化和燃燒反應則包括兩種反應型別,即非均相氣-固反應和均相的氣相反應。
不同的氣化工藝對原料的性質要求有所不同,因此在選擇煤氣化工藝時,考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要。氣化用煤的性質主要包括煤的反應性、粘結性、結渣性、熱穩定性、機械強度、粒度組成以及水分、灰分和硫分含量等。