煤化工工藝學總結 自己

2021-10-12 12:35:09 字數 4743 閱讀 2274

1.煤化學工業是以煤為原料經過化學加工實現煤綜合利用的工業,簡稱煤化工。

2.煤化工是以煤為原料,經過化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程。

從煤加工過程區分,煤化工包括煤的乾餾(含煉焦和低溫乾餾)、氣化、液化和合成化學品等。

3.煤在隔絕空氣的條件下,受熱分解生成煤氣、焦油、粗苯和焦炭的過程,稱為煤乾餾(又稱煉焦、焦化)。煤低溫乾餾產品為:半焦、煤氣、焦油。

按加熱終溫不同分為:低.中.

高溫乾餾

煤低溫乾餾產物的產率和組成取決於原料煤性質、乾餾爐結構和加熱條件。

4. 煤低溫乾餾產品的產率和性質與原料煤的性質、加熱條件、加熱速度、加熱終溫以及壓力有關。乾餾爐的形式、加熱方法和揮發物在高溫區的停留時間對產品的產率和性質也有重要影響。煤加熱溫度場的均勻性以及氣態產物二次熱解深度對其也有影響。

5.一般壓力增大,焦油產率減少,氣態產物產率增加,半焦產率和強度增加。

6.乾餾供熱方式:內熱式和外熱式。

7. 內熱式與外熱式相比的優點(1)熱載體向煤料直接傳熱,熱效率高,乾餾耗熱量低。

(2)煤料在乾餾不同階段加熱均勻,消除了部分料塊過熱現象。(3)內熱式爐簡化了乾餾爐結構。

8.沸騰床乾餾爐: 將粒度小於6mm的預先乾燥過的粉煤連續加入沸騰爐,爐子用燃料氣和空氣燃燒加熱,爐內形成沸騰的焦粉床層,煤料在爐內乾餾。

不粘結性煤用螺旋給料器加入,粘結性煤用氣流吹入法。乾餾的熱量由焦炭、焦油蒸氣以及煤氣在沸騰層中部分燃燒和燃料氣燃燒提供的。或者不送入燃料氣和空氣,則送入熱煙氣。

乾餾產物焦粉經過一滿流管由爐子排出。在氣體冷卻系統中分出焦油、中油以及被燃燒煙氣稀釋了的乾餾煤氣。

9.魯奇三段爐流程:

(1)煤在豎式爐中料層下行,熱氣流逆向通入進行加熱。(2)粉狀褐煤和煙煤要預先壓塊。(3)煤在移動過程中可分成三段:

乾燥段,乾餾段,焦炭冷卻段。在最上段迴圈熱氣流把煤乾燥預熱到150℃,在中段即乾餾段,熱氣流把煤加熱到500-850℃,在下段,焦炭被冷迴圈氣流冷卻到100-150℃,最後排出。

9. 托斯考法乾餾非黏結性煤工藝流程 —固體熱載體乾餾工藝

將粉碎好的乾燥煤在預熱提公升管內,用來自瓷球加熱器的熱煙氣加熱。預熱的煤加入乾餾旋轉爐中,在此,煤和熱瓷球混合,煤被加熱至約500℃,進行低溫乾餾過程。瓷球在加熱器中被加熱。

低溫乾餾產生的粗煤氣和半焦在旋迴篩中分離,熱半焦去冷卻器,瓷球經提公升器到加熱器迴圈使用。

10.魯奇魯爾煤氣工藝:

11. 煤在焦爐內隔絕空氣加熱到1000℃左右,可獲得焦炭、化學產品和煤氣。此過程稱為高溫乾餾或高溫煉焦,一般簡稱煉焦。煉焦爐的進展:倒焰式---廢熱式—蓄熱式

12.成焦過程: 煤料在隔絕空氣的條件下受熱時,隨著加熱溫度的逐漸公升高,水分首先從煤中析出;當溫度達到350~400℃時,原來分散的煤粒形成膠質體,並隨溫度的公升高逐漸固化成半焦;在半焦階段仍有大量氣體析出,以後半焦逐漸收縮,出現裂紋、碎裂,直到1000 ℃左右時成為焦炭。

煤的成焦過程可分為煤的乾燥預熱階段(< 350 ℃ )、膠質體形成階段(350~480 ℃ )、半焦形成階段(480~650 ℃ )和焦炭形成階段(650~950 ℃ )。

13.成焦過程中的氣體產物: (1)裡行氣:10% 大量的水蒸氣和煤一次熱解產物 (2)外行氣:90% 膠質體固化和半焦熱解產生的大量氣態產物。

14.配煤的目的和意義:

1、配煤就是將兩種以上的單種煤料,按適當比例均勻配合,以求制得各種用途所要求的焦炭質量。

2、焦煤煉焦的缺點(單種煤煉焦):焦煤儲量不足;焦餅收縮小,推焦困難;焦煤膨脹壓力大,容易脹壞爐體;焦煤揮發分少,煉焦化學產品產率小。

3、合理配煤的優勢 : 提高焦炭質量,降低膨脹壓力,增加收縮,利於推焦,增加煉焦化學產品產率等;擴大煉焦煤資源,少用好焦煤,多用結焦性差的煤,合理利用煤炭資源。

15. 煉焦用煤:氣煤(qm)、肥煤(fm)、焦煤(jm)、瘦煤(sm)及中間過渡性牌號煤。

16. 配煤的工藝指標:(1)配煤的工業分析,水分、灰分、揮發分、硫分。(2)黏結性和膨脹壓力。

(3)粉碎度。

17.配煤的工業分析:

①水分。水分高的不利影響:焦爐公升溫慢,延長結焦時間,影響爐體壽命;影響裝爐煤堆密度ρ。水分過低的不利影響:破碎和裝煤時造成煤塵飛揚惡化操作條件,使焦油中游離碳增加。

②灰分。灰分的害處(配煤的灰分全部轉入焦炭) a:灰分是惰性物質,灰分高則黏結性降低;灰分顆粒成為裂紋中心,配煤灰分高則焦炭強度降低。

b:煉鐵用焦耗量高,高爐生產能力降低。

③揮發分。a:揮發分高:

化學產品產率高,煤氣產率高。b:揮發分過高:

焦炭平均粒度小,抗碎強度低。c:揮發分過低:

煤的黏結性差,耐磨強度降低,可導致推焦困難。

④硫分:硫分害處(配煤中有80%左右轉入焦炭)冶煉中焦炭中硫分轉入生鐵中,使生鐵呈熱脆性,加速鐵腐蝕。

18.焦炭強度:耐磨強度和抗碎強度,用轉鼓測定。

19. 影響焦碳反應性的三大因素:a:原料煤性質 b:煉焦工藝因素 c:高爐冶煉條件

20.焦爐主要是由炭化室、蓄熱室和燃燒室三個部分構成,此外附有加煤車、推焦車、導焦車和熄焦車等焦爐機械。焦爐加熱系統由燃燒火道所構成的燃燒室、分配氣體區段斜道區以及蓄熱室三部分組成。

加熱系統的作用是由加熱煤氣與空氣燃燒供熱,煤氣燃燒產生的熱量經過炭化室牆傳給炭化室內的煉焦煤料。

21. 煤搗固煉焦或煤成型是在煉焦前把煤料壓實增大堆密度,可節省好的黏結性煤,並可改善焦炭質量,提高生產技術經濟水平。

22.搗固煤煉焦工藝是將煤由煤塔裝入推焦機的搗煤槽內,再用搗煤錘於3min內將煤搗實成餅,然後推入炭化室,關閉爐門。在裝煤入炭化室時,借助裝爐煤氣淨化車把產生的粗煤氣和煙塵吸出,該車位於爐頂,通過炭化室上部孔吸出氣體,該氣體在車上的燃燒室內燒掉,廢氣經冷卻和水洗除塵後送入大氣,防止黃煙排入大氣。

23. 煤乾燥可以用立管式流化加熱法、沸騰床和轉筒加熱法。

24. 乾法熄焦裝置主要由冷卻槽、廢熱鍋爐、惰性氣體迴圈系統和環境保護系統構成。焦炭從炭化室推出,落在焦罐中,焦罐由提公升機提到幹熄室頂部,這時將冷卻室上部的預存室開啟,焦炭進入室中,在室中焦炭放出的氣體進入洗滌塔,然後收集,避免有害氣體排入大氣。

進料室為鎖斗式,進料後上部關閉,下部開啟,焦炭下移到冷卻室。在冷卻室中,赤熱的焦炭被氣體冷卻到200 ℃左右排出。冷卻氣體由鼓風機送入,在冷卻焦炭的同時,氣體溫度公升高,出口氣體溫度可達800 ℃,進入廢熱鍋爐,發生高壓蒸汽。

氣體經過兩級旋風除塵後,再由鼓風機迴圈到冷卻室中。

25. 焦爐煤氣主要成分是h2和ch4 。高爐煤氣主要可燃成分為co。

焦爐中的煤氣燃燒過程一般可分成三個階段:煤氣和空氣混合;將混合物加熱到著火溫度;空氣中的氧和煤氣中的可燃成分起化學作用。

26. 焦爐熱效率:焦爐除去廢氣帶走的熱量外所放出的熱量,佔供給總熱量的百分數。

焦爐熱工效率:傳入炭化室的煉焦熱量,佔供給總熱量的百分數。它們是評價焦爐熱工好壞的指標。

27. 按煤料成型擠壓條件可分為冷:壓和熱壓成型兩大類。 按快速加熱的方式熱壓型焦可分為氣體熱載體工藝和固體熱載體工藝兩類。

28. 熱壓型焦:將具有一定黏結性的單種煤或配合煤,快速加熱到塑性溫度後趁熱壓制成型,所得熱壓型煤進一步炭化得熱壓型焦。

煤料在快速加熱至膠質體狀態,使其中部分液態產物來不及熱分解和熱縮聚,從而增加膠質體的停留溫度範圍,改善了膠質體的流動性和熱穩定性,使單位時間內氣體析出量增加,增大膨脹壓力,由此改善變形粒子接觸,提高煤的黏結性。在此條件下施以外壓,進一步提高了煤粒間的黏結。

29.粗煤氣:煉焦過程中析出的揮發性產物(由煤氣、焦油、粗苯和水構成)。

組成:氣態物質,烴類,含氧化合物,含氮化合物,含硫化合物,水蒸氣。

影響粗煤氣組成和產率的因素。主要是:煉焦溫度和二次熱解作用。

30.多數焦化廠由粗煤氣**化學產品和進行煤氣淨化,採用冷卻冷凝的方式析出焦油和水。

31. 粗煤氣初步冷卻工藝流程:

32. 流程中的氨水迴圈氨水:集氣管噴灑用的迴圈氨水。冷凝氨水:初冷器冷凝氨水。

固定氨:加熱不分解,難水解的氯化銨。 揮發氨:易水解,加熱時分解的碳酸氫銨、硫化銨、氰化氨。

33. 煤氣脫焦油霧:1、煤氣在經初冷器、鼓風機後仍含有焦油0.

3—0.5g/m3。這部分焦油在後續工序中會被析出,汙染溶液和裝置,惡化產品質量,並形成酸性焦油。

2、方法:電捕焦油器 。3、多管式電捕焦油器工作原理:

管子中心為負極,管壁則取為正極(內部產生負離子),焦油霧經過管子的電場時變成帶負電荷的質點,故沉積在管壁而**集,並匯流到下部匯出。

34. **氨的原理:水洗**(氨和吡啶溶於水) nh3+h2o nh3·h2o nh4+ + oh-

吡啶**方法:採用氨中和使吡啶分離。nh3+c5h5nhnh4++c5h5n-

35. 粗苯**方法:洗油吸收法。 多段逆流吸收法。

粗苯**工段:由煤氣的最終冷卻、粗笨吸收、吸收油脫出粗苯過程組成。

36.富油:洗油吸收粗苯成為富苯洗油。貧油:富油脫掉吸收的粗苯。

粗苯吸收影響因素:(1)吸收溫度。(2)洗油相對分子質量及迴圈量。(3)貧油含苯量。(4)吸收面積。

(5)壓力。

37. 粗苯精製目的是得到苯、甲苯、二甲苯等產品。 粗苯精製包括酸洗或加氫,精餾分離,初餾分中的環戊二烯加工及高沸點餾分中的茚與古馬隆的加工利用。粗苯中主要有苯、甲苯、二甲苯。

38. 煤的氣化:以煤或煤焦為原料,以氧氣、水蒸氣或氫氣等做氣化劑,在高溫條件下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料的過程。

氣化時所得的可燃氣體稱為氣化煤氣,其有效成分包括co、h2及ch4等。

39. 煤的氣化過程是在煤氣發生爐(氣化爐)中進行的。固定床氣化時,發生爐是由爐體、加料裝置和排灰裝置等三大部分構成的。

在發生爐中的原料層可分為:灰渣層、氧化層、還原層、乾餾層和乾燥層。

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