试析低温干馏煤焦油回收率的影响因素及对策

王俊 刘政伟 周海涛

作者简介：王俊（1982.12-），男，陕西渭南人，原料分厂厂长/助理工程师，本科，研究方向：煤化工技术。

摘 要： 根据神木市电石集团能源发展有限责任公司的发展情况来看，在生产煤焦油的过程中，采用低温干馏的方式，该生产方式主要产物为半焦，附产品为煤气以及煤焦油。煤焦油的生产质量以及效率在一定程度上会影响整个公司的经济效益。本文主要内容通过探究影响煤焦油回收率的因素，提出了针对性的解决对策，希望能为神木市电石集团能源发展有限责任公司的发展有所启示。

关键词： 回收率;低温;干馏煤焦油

【中图分类号】TQ523 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.207

前言：根據该公司低温干馏生产装置运行的开展情况来看，公司兰炭生产是将煤在隔绝空气的条件下进行加热，当加热到500℃～600℃时，煤会受热分解成煤焦油、煤气、半焦以及热解水，这一过程被称为煤的低温干馏。相较于高温干馏生产活动而言，该生产手段的煤气产出率较低、焦油产率较高，是神木市广泛应用的一种煤炭转化工业，对于神木市经济发展起着十分重要的作用。

1 工程案例

本文以神木市电石集团能源发展有限责任公司为例，探究了该公司煤的低温干馏生产活动。该公司属于陕西投资集团旗下二级子公司，成立于2010年，注册资本高达7.1亿元。根据该有限责任公司发展情况来看，以建设现代化工绿色示范产业园为目标，依靠得天独厚的资源和区域优势，开展120万/吨电石资源循环综合利用项目。目前年产电石30万吨、年兰炭40万吨等，本文主要论述了有关煤的低温干馏生产活动，探究了影响煤焦油回收率的相关因素。

2 影响煤焦油回收率的影响因素

2.1 焦油直接在干馏炉内冷却

根据该公司生产活动来看，在煤的低温干馏过程中，采用SH2007内热式直立炭化炉生产运行。在煤料到达干馏段后，温度通常情况下在700℃左右。煤在此条件下会分解成煤气以及煤焦油，煤焦油会与荒煤气同时沿着煤层不断上升，直到升到集气阵伞。在此过程中，荒煤气会与温度低的煤料进行热能传递，促使煤料温度得以升高，而荒煤气在此过程中，温度会逐渐降低。一般情况下，等到荒煤气进入到集气阵伞中，温度已经降低到90℃左右。在此情况下，煤焦油也会逐渐冷凝，基于此，煤焦油在上升到集气阵伞的过程中，会因为温度的下降，一部分发生凝结现象，凝结的煤焦油可能直接附着在煤料上，最终导致煤焦油的回收率难以提高[1]。

2.2 煤焦油的二次分解

在低温干馏生产活动中，煤干馏终温的产品产率和组成是影响煤焦油回收率的重要因素。煤在低温干馏过程中，在较高温度的条件下会出现热解产物，多数情况下为烷烃成分发生脱氢反应，最终形成了烯烃。随着温度的不断升高，会发生二次热解活动，直接影响焦油以及兰炭的产率，增加了煤气的产量。在公司生产运行中，兰炭生产采用SH2007内热式直立炭化炉，该设备理论上炉内温度可达700℃，但是因为在生产活动中，炉内气流分布达到不理想状态，存在分布不均等现象，导致炉内各区域之间的温度不同，部分区域可能会因为温度过高的因素，导致炉料的加工温度高达800℃左右，导致煤焦油的二次分解速率不断提高，直接将煤焦油分解成了煤气与其他相关产品，最终严重影响煤焦油的产出率。

2.3 入炉煤料粒度较大

根据煤的低温干馏生产活动来看，煤料的入炉粒度在很大程度上会影响最终的热解产物。根据实践表明，粒度越大最终焦油产品的产出率越低，出现这一现象的主要原因在于低温干馏活动中，煤热解反应会发生二次反应。在此过程中挥发物从煤的内部向外部析出过程中，会受到较大的阻力，进而导致相关物质不能成功地在适当温度区间析出，往往在高温度区间发生析出现象，并且析出时间还会出现延长现象，为二次分解现象提供了有利条件，最终影响煤焦油的产率[2]。

2.4 煤焦油冷凝不完全

在生产运行中，有关荒煤气的冷却净化工作主要利用循环氨水洗涤降温冷却方式，在洗涤之后，煤焦油会伴随循环氨水直接被运送到循环水池当中开展静置分离工作。在净化煤气过程中，难以保证煤焦油完全冷凝，可能存在有未冷凝便随着煤气直接排出的现象。在煤焦油静置的过程中，氨水池内温度会直接影响煤焦油分离效果，另外氨水循环流速，也会影响煤焦油沉淀效果。

3 提高煤焦油回收率的几种思路

3.1 有效控制炉顶温度

针对于煤的低温干馏生产活动而言，只有严格控制炉顶温度，才能够促使相关分解物快速导出，进而有效减少炉顶压力，确保煤焦油产出活动顺利开展。

3.2 降低干馏段温度

根据实际生产活动来看，当煤料干馏段温度为550℃～600℃时，有关煤焦油的产出率最高，但是在该生产活动中得出兰炭挥发份含量较高，直接降低兰炭的整体产出质量。从理论上来看，想要促使兰炭生产装置顺利运行，不断提高煤焦油生产量，降低兰炭质量，使其能够达到国家相关标准，就需要合理设置煤料通过温度。在此过程中，可以将干馏炉进行优化升级，将其分为两大部分，将上段的炉内温度控制在550℃～600℃，而后将干馏炉的下段温度控制在750℃。在炉内运行过程中，煤料会直接通过上段进入到下段。上段的主要作用在于干燥煤块，下段的主要作用在于降低炉料的挥发份，提高焦油的回收率以及兰炭的生产质量。

3.3 合理控制原煤粒度

通常情况下，在煤的低温干馏生产活动中，如果原煤粒度不断增大，那么将会导致煤焦油的产出率难以提高。因此在生产过程中一定要严格控制煤的粒度。在此过程中需要注意的是，煤的粒度如果过小，将会直接堵塞气体，导致方炉内的气体难以排除。基于此，要结合生产活动的实际情况，选择科学合理的煤炭粒度，使其满足生产活动的需求。在该公司生产活动中，炭化炉的煤料入炉粒度通常情况下控制在30～80mm。

3.4 控制循环氨水温度

目前，在煤的低温干馏工作中，想要对荒煤气开展冷却工作，需要利用循环氨水对荒煤气进行冷却。在煤气与循环氨水相互接触的过程中，通过对煤气进行换热、洗涤，促使氨气蒸发，进而吸收荒煤气的热量，降低干馏活动中荒煤气的温度。但是在此过程中，荒煤气的温度还会通过热传递的方式与循环氨水进行换热，最终降低整个荒煤气的温度。根据热能传递活动的开展情况来看，两种温差物质在相互接触的过程中，温差越大，那么存在的热能传递动力便会越大。基于此，在生产活动中，只有循环氨水中的氨达到了一定含量，那么温度越低，冷却煤气的效果会越好，最终有关煤焦油的冷凝效果便越高，促使煤焦油的回收率得以有效提高。

参考文献

[1] 马书云.提高荒煤气中焦油回收率的技术措施探讨[J].中国化工贸易， 2018， 10（029）：90-90.

[2] 徐茂伟.原煤中低温干馏技术的运用[J].科学导报， 2015， 000（011）：254-254，255.