煤化工工艺学重点

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1、煤化工工艺学复习重点绪论1. 煤化工：以煤为原料经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料和化学品的过程。2. 煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、煤制人造石油工业、煤制化学品工业以及其他煤 加工制品工业等。3. 煤化工包括煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品等。第二章煤的低温干馏1、煤干馏：煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程称为煤 干馏（或称炼焦或焦化）。2、煤低温干馏过程特点：（1）热加工过程（2）常压生产（3）不用加氢不用氧气（4） 实现了煤的部分气化和液化。T （淤度申温干禽f峨审加毛）高溫干饰C毎燥）3、煤热解：煤在各种条件下受热分解的统称。4

2、、低温干馏产品：半焦、煤气、焦油5、干馏产品的影响因素：原料煤性质、加热终温、加热速度、压力、加热条件。6、干馏供热方式1）外热式（由护墙外部传入热量）2）内热式（借助热载体传热，载体和煤料粗直接接触）7、低温干馏炉因加煤和煤料移动方向不同1）立式炉2）水平炉3）斜炉4）转炉8、托斯考工艺p19.*第三章炼焦1、炼焦煤在焦炉内隔绝空气、加热到1000c左右、可获得焦炭和化学产品和煤气的过程（又称高温 干馏、炼焦）。2、成焦过程a）350C:煤干燥预热阶段b）350 一 480C:胶质体形成阶段c）480 一 650C:半焦形成阶段d）650 一 950C:焦炭形成阶段3、粘结性：干馏时粘结本身

3、与惰性物的能力，指炼焦时形成熔融焦炭的能力（经过胶质体 生成块状半焦的能力）。4、黏结性与结焦性关系：黏结性好是结焦性好的前提及必要条件（结焦性好的煤其黏结性一 定好）5、提高钻结性的方法：提高膨胀压力、控制粒度、隋性成分细碎、黏结形成分不宜过细、 增大加热速度、增加堆积密。6、气体析出途径（1）里行气（10%左右） 形成与两胶质体之间，不可能横穿过胶质体，只能上行进入炉顶空间，这部分气本称为里 行气。 没有经历二次解热作用;含大量水蒸气，含煤一次热解产物主要CH4及其同系物，还有 H2, CO2, CO及不饱和烃等）（2）外行气（90%左右） 产生胶质体外侧由于胶质体固化和半焦热解产生大量气

4、态产物）沿焦饼裂缝及炉墙与焦 饼间隙进入炉顶空间，此部分气体称外行气 经过高温炼焦用煤区，经二次热解作用，二次热解产物主要H2，及少量CH4）7、炼焦用煤主要有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，及中间过渡性牌号煤。半焦收缩度依次减小, 收缩裂纹依次减小，块度依次增加。1）气煤：黏结性差，膨胀压力较小，热稳定性差；2）肥煤：具有挥发分高、半焦收缩量大，产生的胶质体数量最多，黏结性最高，膨胀压力 最大；焦煤：焦块裂纹少，块大，气孔壁厚，机械强度高，膨胀压力很大；3）瘦煤：挥发分最低，半焦收缩过程平缓，收缩量最低，焦炭块度大，裂纹少，熔融性差, 耐磨性差，黏结性差。4）贫煤：没有黏结性，不结焦，不能单独炼焦；

5、配煤中可起瘦化剂的作用。炭化室內成焦请如国所示：s .J8、 合理配煤的优势1、提高焦炭质量2、扩大炼焦煤源，合理利用煤炭资源3、增加炼焦化学产品产率等9、黏结性是煤在炼焦时形成熔融焦炭的性能。膨胀压力能使胶质体均匀化，有助于煤的黏 结作用。膨胀压力过大，能损坏炉墙。当活动墙测膨胀压力时，安全膨胀压力应小于1015Mpa.10、配煤的工业分析 水分一般10%,焦化厂8%-10% 灰分配煤灰分12%,焦炭灰分15%） 挥发分（中国生产配煤挥发分Vdaf 般25%-32%） 硫分（配煤1.0%, 般焦炭1.0 %-1.2 % ）11、 焦炭的用途：高炉炼铁（2）铸造用焦（3）气化用焦（9）电石焦焦

6、炭化学成分：灰分住要成分是SiOz和A12O3挥发分 硫分水分（一般为2%一 6%）碱性成分（K2O,Na2O）12、焦炭强度包括耐磨强度和抗碎强度通常用转鼓测定。转鼓测定耐磨强度指标M40 粒度40mm的块焦质量m2占式样质量m总的分数来表示抗碎强度。，一般75%85%M40= （m2/m 总）x100% 抗碎强度 M40 （M40f、抗碎性f）M10 般用焦炭在转鼓内破坏到一定程度后，粒度V 10mm的碎焦质量ml占式样质量m 总的分数来表示耐磨强度。M10= （ml/m 总）X100%13、影响焦碳反应性的三大因素： 一是原料煤性质（煤种、煤岩相的组成、煤灰成分等）； 二是炼焦工艺因素（

7、焦饼中心温度、结焦时间、炼焦方式等 ） ；三是高炉冶炼条件（温 度、时间、气氛、碱含量等）。14、焦炉主要部分构成（三大室）： 炭化室 燃烧室 蓄热室15、焦炉附加机械（四大车） 加煤车：顶装的加煤车设在炉顶，其作用是煤塔中取出一定重量的煤料，通过炭化室顶 部装煤孔泄入炭化室内。 推焦车：炭化室装煤完毕后，落在室内为锥形，由推焦机的平煤杆将煤推平打开，清扫与关闭机侧的炉门，将成熟的焦炭从炭化室从机侧推到焦侧的导焦车上。 导焦车：拦着从炭化室出来的焦炭落到熄焦车上，并打开，清扫与关闭焦侧炉门 熄焦车：接受推出的炽热焦炭，运到熄焦塔内，将炽热焦炭熄灭，然后卸在凉焦台冷却。16、焦炉炉型：（1） 按

8、火道结构形式不同a:双联火道b:二分式c:过顶式（2）按加热煤气种类不同a:单热式焦炉 b:复热式焦炉（3）按煤气入炉方式不同a:下喷式焦妒 b:侧入式焦护17、捣固炼焦: 方法:利用高挥发分弱粘结性或中等粘结性煤为炼焦煤的主要配煤组分，将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成略小于炭化室的煤饼后，从焦炉机侧推入炭化室内的炼焦方法。原理:目为通过付煤粉的捣固，使炼焦煤堆密度增加，有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。18、改进炼焦备煤合理配煤、煤破碎优化，扩大炼焦煤源，改善焦炭的物理和化学性质。提高装炉煤堆密度，改善焦炭质量，提高生产能力，增加弱黏结性的煤的用量等。19、煤的选择性破碎 根据煤岩性质进行选

9、择破碎：黏结性差的暗煤和惰性矿物质进行细粉碎；黏结性的煤不细碎（不瘦化）。20 煤干燥预热和调湿利用热废气将煤科进行干燥并预热到 150200 C再装炉炼焦。预热煤炼焦可提高经 济效益、焦炉加热用燃料减少、提高了焦炭质量、有利于环保、利于延长焦炉炉体使 用寿命。21、煤调湿：将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分，保持煤料水分稳定。22、焦炉煤气主要成分： H2 和 CH423、高炉煤气主要可燃成分为 CO24、焦炉的传热包括三种方式:传导传热，对流传热，辐射传热火道传热：主要是辐射传热、对流传热 煤料传热：主要靠传导传热，同时也伴随着一定的对流传热和辐射传热 蓄热室和焦妒外表面传热：主要是辐射和对

10、流传热25、炼焦耗热量：将1kg煤炼成焦炭，需要供给焦炉能产生一定热量的加热煤气，此部分煤 气的燃烧热量。炼焦耗热量包括三部分:1）煤料在炭化室内炼焦所需要的热量，即所谓的炼焦热。 2）炉体散 热 3 ）废气带走的热量。26、焦炉耐火砖：常用的有硅砖，粘土砖，高铝砖，镁砖等27、型焦:采用非炼焦煤为主体的煤料生产焦炭。 按型焦的用途不同可分为冶金用的、非冶金用的或民用的。 按煤料成型 挤压条件可分为冷压和热压成型两大类。 冷压成型又分为无黏结成型和加黏结剂成型。 热压成型因加热方式的不同，可分为气体热载体和固体热载体两大类。第四章 炼焦化学产品的回收与精制1、粗煤气:炼焦过程中析出的挥发性产物

11、由煤气、焦油、粗苯和水构成） 粗煤气的产率和组成与原料煤性质和炼焦热工条件有关2、影响粗煤气组成和产率的主要因素：炼焦温度、二次热解作用。3、粗煤气中含有许多化合物，包括常温下的气态物质，如氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化 碳等；烃类；含氧化合物，如酚类；含氮化合物，如氨，氰化氢、吡啶类和喹啉类等；含硫 化合物，如硫化氢、二硫化碳和噻吩等4、回收与精制的目的以及意义： 有害于煤气的利用和输送的物质 经济效益 环境效益 5、回收与精制流程 P81*6、全负压回收与净化流程 P82* 优点：鼓风机放在最后，煤气一直在低温下进行操作，需设置终冷工序，系统 阻力小。 半负压流程: 鼓风机:给子煤气一定输送

12、动力，机前为负压抽吸），机后为正压（加压）。 鼓风机位置:初冷之后，电捕焦油器之前。7、流程中的氨水a:两部分氨水 循环氨水:集气管喷洒用的循环氨水（有 70%-80%为难水解的氯化铵称固定氨） 冷凝氨水:初冷器冷凝氨水（有 80%-90%为易水解的碳酸氢按等称挥发氨）8. 煤气冷却采用官壳式冷却器，立管式和横管式。管间走煤气，管内走冷却水。1、煤气在经初冷器、鼓风机后仍含有焦油0.30.5g/m3。这部分焦油在后续工序中会被析出, 污染溶液和设备，恶化产品质量，并形成酸性焦油。2、方法：电捕焦油器 。3、多管式电捕焦油器工作原理:管子中心为负极,管壁则取为正极（内部产生负离子）,焦 油雾经过

13、管子的电场时变成带负电荷的质点,故沉积在管壁而被捕集,并汇流到下部导出.10 、煤气除萘意义 萘:易结晶,堵塞管路和设备11、氨必须回收的原因：1）煤气中的氨大部分被终冷水吸收,在凉水塔喷洒冷却时又都解吸 进入到大气,造成污染；2）煤气中氨和氰化氢化合,生成溶解度高的复合物,从而加剧了 腐蚀作用；3）煤气中的氨在燃烧时会生成有毒的、有腐蚀性的氧化氮4）氨在粗苯回收中能 使油和水形成稳定的乳化液,妨碍油水分离。12、回收氨的方法 磷酸吸收法（无水氨的生产） 硫酸吸收法（硫酸胺的生产）13、饱和器的特点兼有两个作用：1）吸收氨和吡啶碱 2）硫酸铵结晶14、除酸器作用:捕集饱和器后煤气夹带的酸滴。1

14、5、结晶过程两个主要阶段：结晶中心形成、结晶长大16、煤气预热器作用：蒸出饱和器中水分,防止母液稀释。17、固定铵：氯化铵和硫氰化铵，只能在强碱作用下加热才能解析出来。挥发铵：lm3氨水含氨4.5-5.0g，以碳酸氢铵、硫酸氢铵、氰化铵以及氯化铵和硫氰化 铵盐形式存在，前三种盐在溶液加热到沸点时即分解，由溶液分解出 CO2 、H2S 或 HCN.18、粗苯回收原理：洗油（贫油）+粗苯吸收（20-30C ） 解吸（250-350 C ）富苯 洗油（富油）19、粗苯回收工段：由煤气的最终冷却、粗笨吸收、吸收油脱出粗苯过程组成。 富油：洗油吸收粗苯成为富苯洗油。贫油：富油脱掉吸收的粗苯。20、粗苯吸

15、收影响因素：（ 1）吸收温度。（ 2）洗油相对分子质量及循环量。（ 3）贫油含 苯量。（ 4）吸收面积。5）压力21、焦化厂采用的苯吸收塔主要有：填料塔、板式塔、空喷塔22、粗苯回收方法 1）洗油吸收法 2）吸附法 3）加压冷冻法23、煤气终冷和除萘工艺流程： 1）煤气终冷和机械除萘 2）终冷和焦油洗萘 3）终冷和油洗萘24、粗苯精制目的是得到苯、甲苯、二甲苯等产品。25、粗苯精制包括酸洗或加氢，精馏分离，初馏分中的环戊二烯加工及高沸点馏分中的茚与 古马隆的加工利用。26、粗苯精制原理：粗苯中主要有苯、甲苯、二甲苯。它们在 101Kpa 压力下的沸点如下。 苯80.1 C；间二甲苯139.1 C ；甲苯110.6 C ；对二甲苯138.4 C ；邻二甲苯144.9 C ；乙苯 136.2 C ；由以上数据可见，沸点有差别，即挥发度不同，可以很容易分 离出苯和甲苯。二甲苯的三种异构体和乙苯的沸点差甚小，