块煤干馏技术研究进展与发展趋势

黑大伟 刘涛（陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，陕西 榆林 719319）

块煤干馏技术研究进展与发展趋势

黑大伟 刘涛（陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，陕西 榆林 719319）

我国煤炭资源丰富，其中90%作为燃烧使用，因此利用效率很低。块煤干馏技术就是通过对煤热解的加工过程，从而生产出焦油和煤气的工艺。该技术可以充分利用煤炭资源的经济价值，同时具有节能环保的核心优势。目前块煤干馏技术可分为外热式和内热式两种类型，而且这两种技术的应用均有各自的优缺点。随着块煤干馏技术的不断创新与优化，其发展趋势逐渐向规模化、高效化、环保化和品质化方向迈进。

块煤干馏技术；煤热解；外热式；内热式

在我国能源资源结构中，煤炭资源的占有比例较高。由于低阶煤具有自燃、易风化、易挥发和热值低等特点，因此就地加工转化成为了煤炭资源利用的主要形式。与此同时，90%的煤炭作为直接燃烧使用，因此利用效果并不乐观。众所周知，煤炭的组成十分复杂，含有大量的氢类和芳香类化合物，燃烧利用不仅破坏了煤分子的优势结构，而且对环境也造成了极大的污染。在国家构建节约型社会并倡导节能减排的形势背景下，提高对煤炭资源的利用效率十分必要，且意义重大。通过对煤进行热解加工，可以实现对低阶煤的高效利用，其中分解生成的煤气、低温焦油、粗苯和焦炭等产品可以服务于社会生产和日常生活所需。此外根据加热温度的不同，煤干馏可以分为低温干馏、中温干馏和高温干馏三种形式。其中，低温干馏中根据原料粒度的特点，又分为块煤干馏和粉煤干馏。本文将重点探究块煤干馏工艺中外热式和内热式工艺的应用现状，并对其未来发展趋势做出合理性探究与分析。

1 对块煤干馏技术应用现状的研究

1.1 外热式块煤干馏工艺的优缺点

首先，外热式干馏工艺的优点是干馏室与燃烧室不直接接触，这样能够保证干馏挥发产物不被稀释，因此干馏煤气的利用率较高，同时能够提升煤气的热量值。与此同时，外热式工艺还具有处理原料能力的广泛性和适应性。其次，外热式干馏工艺的缺点为前期投资成本较高，且易出现煤料在处理过程中加热不均匀的现象发生。而且加热速度相对较慢，挥发产物的分解反应很难控制，此外焦油产率也很低。结合优缺点对比，外热式工艺并不是块煤干馏的理想手段。

1.2 外热式块煤干馏工艺的分类

块煤外热式工艺包含直立炉干馏工艺、回转炉工艺和无热载体蓄热式旋转床工艺三种类别。其中外热式直立炉干馏工艺对于块煤的要求只需具有黏结性和块度即可，其代表类型为英国伍德炉和德国考伯斯炉两种；外热式回转炉干馏工艺目前尚处于研发起步阶段，我国化工企业和研究所正抓紧对该工艺进行改进和完善。其原理是通过对回转炉的串联，进而对块煤进行干燥、干馏，最后直接冷却的过程。该工艺也具有一定的不足，例如稳定性差，耗能高和易发生设备堵塞的状况，通过应用新型卧置回转炉可以有效提升块煤干馏工艺的处理能力及效率；此外，无热载体蓄热式旋转床干馏工艺是目前较为先进的外热式块煤加工技术，该技术环节包括预处理、旋转床热解、油水分离和熄焦四个步骤，因此优势性能及处理能力十分显著。

1.3 内热式块煤干馏工艺的优缺点

首先，内热式块煤干馏工艺的优点是热载体直接进人干馏室，因此加热相对均匀，且结构十分简单，同时干馏耗热量低，最为关键的是能够最大限度地提升热效率值。此外，热载体既可以同时实现对气体、固体或其它燃料等不同类别状态的应用；其次，内热式块煤干馏工艺的缺点为：对块煤的粒度有严格的要求，同时与外热式相比，对于粘结性较高的煤碳无法实现实效性的处理加工，而且干馏煤气热值较低。

1.4 内热式块煤干馏工艺的分类

块煤内热式工艺包含鲁奇鲁尔煤气工艺、SJ低温干馏直立炭化炉、LCC干馏技术、柯林斯达带式炉低温干馏技术等。其中鲁奇鲁尔煤气工艺是利用热半焦作为热载体的一种工艺手段。一般来说，块煤要经过螺旋给料器和导管才能进入干馏槽，同时与集合槽中的热半焦汇集，进而发生干馏的过程；而SJ低温干馏直立炭化炉其实属于鲁奇三段炉的更新换代产品，该项技术投资少，而且后期经济效益十分可观，并能够实现连续化和机械化生产，然而其能耗大、污染严重和无法形成规模化生产的不足是限制其发展的重要原因；此外，LCC干馏技术的原理为：首先利用煤干燥、干馏和钝化技术的协调融合，进而将低阶煤提质为更加稳定并富含高价值新型化工产品的过程。LCC干馏工艺的核心设备包含PCT激冷塔、热解炉、PMC精制塔等，而且能够保证热气体和煤料之间的有效导热，同时减少热解时间并能快速排出污染来源。

2 对块煤干馏工艺发展趋势的探究

首先，向原料粉煤化和装置大型化趋势发展。目前块煤干馏工艺对煤炭粒度的要求较高，然而煤炭在开采中不可避免地会生成粉煤，而且粉煤产量巨大。因此在今后的干馏技术研发中，要加大对粉煤化工艺的探索，进而最大限度地提升煤炭资源的综合利用效率。此外，为了进一步提升煤炭热解的产能，要努力向规模化、产业化和大型化方向不断深入实践；其次，提高能源转化效率以及产品的品质。目前干馏工艺的转化效率并不可观，而且生产过程存在粗放式的加工模式，不利于节能减排目标的实现。而且产品的种类相对单一，因此要不断丰富和拓展煤炭热解的产品类型，以实现热、电、气、油和化学产品的全面覆盖；最后，提升水资源循环利用及环保水平。水是干馏技术应用的重要基础，在今后的技术创新中，要有效实现对水资源的节约和回收，同时做好污水处理工作，以减少对环境的危害。

总之，块煤干馏技术的发展要时刻保持与时俱进、不断创新，并结合我国实际国情，从而在工艺设计上不断向高效化、节能化、环保化和规模化方向突破和跃进。

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