兰炭外热式回转炉低温干馏工艺与技术装备简介

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1、兰炭外热式回转炉低温干馏工艺与技术装备简介（概述）1 我国低变质煤资源特点我国低变质煤炭资源储量占煤炭资源总储量的40%以上，目前年产量占全国煤炭总产量的30%左右。我国低变质煤资源主要集中在华北地区和西北地区。2 煤低温干馏技术背景煤的干馏是指在隔绝空气的条件下，原料煤受热分解为焦炭/半焦、煤气和焦油的过程。根据加热终温的不同，干馏可分为低温干馏（560600）、中温干馏（700900）和高温干馏（9001100）。煤低温干馏（或称低温热解）技术仅是一个热加工过程，常压生产，不用氧气，也不用加氢，即可制得煤气和焦油。由于低温干馏比煤的气化和液化工艺简单，加工条件温和，所以建设投资少，生产成本

2、低。 3 煤低温干馏行业现状与待解决的问题目前我国低变质煤低温干馏行业所采用的与主要研究的热解工艺有热式直立炉、固体热载体、流化床热解等生产工艺。热式直立炉低温干馏工艺热式直立炉低温干馏工艺主要存在以下技术瓶颈： 原料问题：目前 通用的兰炭炉用30至80毫米的块煤，实际煤矿生产中，这样的块煤只 有30到40,将面临原料供应问题； 煤气质量问题：由于工艺原因， 煤气热值较低，含氢气、甲烷较低，氮气含量过高，达不到化工利用 最佳条件，只能当燃料； 焦油回收率偏低，现在只能达到6，工艺 提高后，应该可以达到9。湿法熄焦系统与出焦机构:采用湿法熄焦，所产兰炭含有大量水分，限制了兰炭的使用，增加了运输成

3、本，需要耗费额外的能量对其进行干燥。熄焦过程产生的废蒸汽含有大量的有毒有害物质，恶化现场操作环境，污染大气。熄焦过程产生大量的含酚废水，需耗费大量成本进行处理。固体热载体低温干馏工艺固体热载体低温干馏工艺主要存在以下技术瓶颈： 仅能处理粒度为6mm以下的原料煤。 运行过程中需要将热载体提升至相当的高度，需要耗费大量能量。 涉与到一些高温物料的转移和输送，受设备材质影响，目前尚无设备能理想的实现其工业过程，难以实现工业化生产。 工艺流程复杂，单位产量投资较其它工艺大。 流化床热解工艺和焦载热流化床气化工艺循环流化床电气三联产工艺（上图左）和焦载热流化床气化工艺（上图右）等目前尚在试验阶段，无成功

4、大规模工业化应用的先例。政策方面面临的挑战： 现行工艺技术在某些方面未达到以下产业政策的要求： 国家焦化行业准入制度。 国家节能降耗相关政策。 环境保护相关法规。 行业资源综合利用、循环经济、产业链的要求。 煤炭资源开采大型化、自动化、机械化的趋势。4 外热式回转炉应用于低温干馏行业的意义在当前低温干馏行业末煤无法综合利用、产品质量不够理想、环保问题尚未根本解决的背景下，亟待将一种适用围广、可靠稳定的工艺推向整个低变质煤综合利用行业，在低变质煤产区投资外热式回转低温干馏系统可以促进企业取得颇丰的经济效益，为企业资源综合利用开辟了全新的途径。国家产业政策的指导下，推广外热式回转炉低温干馏工艺是促

5、进低温干馏行业产业升级最高效的途径之一。 三瑞实业兰炭外热式回转炉低温干馏工艺（兰炭产品用途与市场预元级 标签：兰炭干法熄焦兰炭干熄焦兰炭低温干兰炭回转炉2011-03-14 10:14 星期一 晴产品用途与市场预测1 兰炭用途与市场预测行 业 用途 可替代产品 市场预测 万吨/年电 石 还原剂 冶金焦 900铁合金 还原剂 冶金焦 1760化 肥 造气 无烟煤、焦炭 1300冶 金 高炉喷吹 无烟煤、其它烟煤 1105民 用 清洁燃料 无烟煤、烟煤、木炭等 200活性炭 炭质吸附剂 脱硫剂等 50半焦在各行业使用比例预测2 焦油用途与市场预测煤焦油轻馏分或全馏分加氢处理可生产优质汽柴油调和组

6、分或优质燃料油、沥青等。 作为粘结剂被应用到型煤等燃料的制作。经粗加工可生产杂酚油、防腐油、煤沥青等化工产品，用于生产碳黑与其它碳素材料。添入其它填料，经加热炼制可以得到筑路沥青和防水沥青，用于非重型车辆通行道上和屋面防水。工业上用作大型锅炉和加热炉的燃料。为了减少对进口石油的依赖，我国正在实施多元化能源战略。发展煤制油是实施国家能源多元化战略的对策之一。其中，煤热解提油技术方法相对简单、投资较少，具有一定竞争力，符合国家能源政策、产业政策的要求，其工艺成熟，是目前以煤提油领域为数不多可产生经济效益的途径之一。3 低温干馏煤气用途与市场预测低温干馏煤气不仅可以作为工业和民用燃料、燃气发电、直接

7、还原铁等，而且可以作为化工原料气，用于以下行业：1）甲烷化制取天然气。2）生产甲醇。3）合成油与其它化工原料。4）生产化肥。5）制取氢气三瑞实业元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 10:12 星期一 晴技术的应用领域、创新性与先进性外热式回转炉低温干馏工艺可采用灵活多样的工艺形式，适应不同的煤种和产品，注重产品的一体化应用与经济效益，是低变质煤加工和综合利用的有效工艺，具有广泛的适用围和应用前景。在工业应用方面，该工艺可用于以下目的：1）高含水煤（如褐煤）的提质。2）由低灰、低铝煤生产铁合金还原焦。3）由劣质年青煤生产无烟燃料。4）与气化、燃烧、发电等配

8、合，实现煤的综合利用，形成大规模煤炭能源一体化工业。另外，外热式回转炉干馏工艺还可以用于其它固体物料的热加工，如油页岩干馏、垃圾处理等，有利于环境保护。因此，该工艺具有广泛的适用围。 项目的创新性与先进性原料的适用围广：根据产品最终用途，外热式回转炉可以处理40mm以下的原煤，包括8mm以下末煤。 焦油产率高、质量好，所产焦油轻质组分高，质量优于传统热式炉所产低温焦油，由于加热终温与温升速度可控性好，焦油产率比热式高1015% 。 工艺装置操作灵活、弹性大，可根据不同的市场要求即时调整工艺参数改变产品品质。煤气纯净、热值高：由于采用外热式工艺，煤气未混入惰性气体，提高了煤气的热值，且成分稳定，

9、适宜作为工业和民用燃料。 半焦水分低：由于采用连续干法熄焦，可将产品水分控制在“零”。提高了兰炭的质量，节约能源，减少了有害气体与工业污水的生成，减少了相应的治理装置与费用。 装置产能大：单台套装置可以实现20万吨/年以上。外热式回转炉低温干馏工艺与传统工艺技术指标对比（与现行主导工艺热式直立炉低温热解工艺进行对比）目前本技术已获国家发明专利三项（外热式卧置回转炭化炉热裂解原煤制备兰炭的方法 专利申请号：2.0、一种用外热式回转炉进行褐煤提质的方法 专利申请号：1.1、利用自返料回转炉对煤进行固体热载体热解的方法 专利申请号：0.9 ），实用新型专利一项（新型卧置外热式回转炭化半焦炉 专利号：

10、2.5）。三瑞实业兰炭外热式回转炉低温干馏工艺（主要技术指标）元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 10:11 星期一 晴主要技术指标单套装置可实现的生产规模（以神府煤为例） ：年消耗煤炭：31万吨年产半焦：20万吨年产低温煤焦油：2.3万吨年产煤气：0.56亿标方（其中自用：0.21亿标方 外供：0.35亿标方）产品规格与品质（以神府煤低温干馏产品指标为例）1 半焦产品的品质2 焦油产品的品质3 煤气产品的品质煤气的热值达到4300 kcal/Nm3以上外热式回转炉低温干馏工艺流程示意图产品半焦（兰炭）半焦是低变质煤经过低（中）温干馏所获得的固体产品，由

11、于其燃烧的时候不会冒烟，只产生小小的蓝色火苗，因此也俗称兰炭。外热式回转炉低温干馏工艺所产半焦具有水分低、挥发份低、比电阻高、反应性好、可磨性好、无爆炸性与气孔发达等优点。产品焦油低温煤焦油是煤受热的初步分解产物，因此未受到深度裂化，也称初生焦油。采用外热式回转炉低温干馏工艺由于焦油二次裂解的程度减少，因此焦油产率较其它工艺高。轻质组分含量高，300前馏分占50.4%，360前馏分占到73%。，H/C原子比为1.11.3，适宜加氢制取燃料油。产品煤气采用外热式回转炉低温干馏工艺所产低温干馏煤气没有大量惰性气体混入，成分纯净，CH4、H2、CO有效成分达到90%以上是深加工利用的理想原料。热值高

12、达4300 kcal/Nm3，是优质的工业和民用气体燃料，也可用于发电。450 kg/h外热式回转炉低温干馏试验系统三瑞实业自行设计并制造了一套最大处理能力为450 kg/h的外热式回转炉低温干馏工艺试验系统，该套系统包括进料系统、干馏系统、收尘系统、焦油分离系统、热风循环系统等五大部分，以与原料筛分、计量等附属设施，系统中各关键点均设置有温度、压力、流量等测量仪表，可准确、可靠的得到相关试验参数。 外热式回转干馏炉外热式回转炉是由三瑞实业研发并设计的低变质煤综合利用系统的核心设备，其具有原料适用围广、产成品性质优良、产能与操作弹性较大等优点，是低变质煤综合利用产业发展的重要方向之一。焦油分离

13、系统低温干馏荒煤气的处理普遍采用一级文氏塔洗涤、一级旋流板塔洗涤、一级电捕焦油器收集焦油雾的流程。在洗涤循环水中回收焦油。该工艺成熟、运行稳定、焦油分离效率较高。外热式回转炉低温干馏工艺推广应用前景外热式回转炉低温干馏工业化开发的最终目的是在靠近低变质煤种矿区，与气化、燃烧、发电等配合，实现煤的综合利用，形成大规模煤炭能源一体化工业。单套系统的年产量可以达到20万吨以上，总厂的规模可以达到上百万吨，可以分别处理不同的粒度的煤种，产品以直接应用于冶金、化工、碳素、发电等生产为主， 形成规模化、集约化、循环发展的煤化工产业园区，形成煤半焦发电、高炉喷吹，煤半焦电石，煤半焦合成气油或醇类燃料，煤煤气

14、发电、天然气、甲醇或合成氨，煤半焦铁合金、煤煤焦油清洁燃料油等成熟的产业链。三瑞实业60万吨/年兰炭外热式回转炉低温干馏综合利用项目建议元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 10:09 星期一 晴60万吨/年 年轻煤外热式回转炉低温干馏综合利用项目建议书二一一年十二月三瑞实业 目 录1 概述 12 市场预测分析 12.1 产品用途 12.1.1兰炭（半焦） 12.1.2煤焦油 22.1.3干馏煤气 22.2市场需求与预测 22.2.1半焦 22.2.2煤焦油产品 62.2.3低温干馏煤气 63 生产规模和产品方案 113.1生产规模 113.2产品方案 1

15、13.2.1产品与副产品产量 113.2.2产品与副产品规格 114 工艺技术方案 124.1 工艺技术方案 124.1.1 煤干馏（热解）工艺分类 124.1.2. 国外主要煤干馏（热解）工艺概况 134.1.3. 生产工艺技术选择 184.2 生产工艺流程与消耗定额 204.2.1 装置组成 204.2.2 物料平衡 204.2.3 工艺技术特点与工艺流程简述 214.2.4 主要原材料与公用工程消耗 224.2.5 主要设备 234.2.6 装置环境保护 245 劳动定员 245.1 岗位工作制 265.2 生产班制与定员 265.3 人员来源与培训 276 投资估算 277 技术经济分

16、析 278 静态投资回收期 289 社会评价 289.1 项目财务效果 289.2 项目社会效果 291 概述煤的干馏是指在隔绝空气的条件下，原料煤受热分解为焦炭/半焦、煤气和焦油的过程。根据加热终温的不同，干馏可分为低温干馏（560600）、中温干馏（700900）和高温干馏（9001100）。煤低温干馏(或称低温热解) 技术仅是一个热加工过程，常压生产，不用氧气，也不用加氢，即可制得煤气和焦油。由于低温干馏比煤的气化和液化工艺简单，加工条件温和，所以建设投资少，生产成本低。兰炭也称半焦，是低变质煤经过低（中）温干馏所获得的固体产品，由于其燃烧的时候不会冒烟，只产生小小的蓝色火苗，因此就将其

17、称之为兰炭。我国的陕晋宁蒙甘接壤地区是重要的兰炭生产基地。据地质勘探结果，这些地区煤炭储量约5000 多亿吨，占全国的72%以上，主要为侏罗纪煤，该煤种属于长焰煤和不粘煤，具有低灰、低硫、低磷、低灰熔点和高发热量、高惰质组分含量、高氧化钙含量的特点，是优质的化工用煤和动力用煤，适合低（中）温干馏生产兰炭。兰炭技术的发展经历了从七十年代末“土炼兰炭”到九十年代“机制兰炭”至21世纪“高能效、高附加值、低污染、自动化的循环经济模式”的发展过程。近年来受市场需求的推动，我国陕晋宁蒙甘接壤地区建设了一大批兰炭生产厂，总能力约35004000 万吨，用煤56006400 万吨。其中地区约2000 万吨，

18、成为区域经济发展的重要支柱产业。但由于企业规模小，生产工艺和技术装备参差不齐，综合利用水平低，低温干馏企业目前焦油深加工不够，产值低；基本未对干馏过程中产生的煤气进行回收和利用，大部分企业采用燃烧排放，部分企业直接排空，造成了资源的大量浪费，加重了污染。这些问题已经成为制约社会经济发展的瓶颈问题。2 市场预测分析2.1 产品用途2.1.1兰炭（半焦）焦化行业主要产品为冶金焦、铸造焦，少量为半焦，本项目主要产品为半焦。半焦是铁合金、电石、合成氨等行业的专用焦，这三个行业过去都是用冶金焦，存在焦炭价格高、冶金焦性能不能很好地满足这些行业的需求等问题。半焦除广泛用于铁合金、电石、合成氨等行业外，还用

19、于高炉喷吹、制作活性炭、吸油剂、脱硝剂、炼焦瘦化剂与民用燃料等领域。2.1.2煤焦油本项目副产煤焦油，由于本项目采用低温干馏工艺，煤的裂解温度相对较低，裂解深度不够，煤焦油属低温焦油。低温焦油的主要用途： 作为粘结剂被应用到型煤等燃料的制作； 经粗加工可生产杂酚油、防腐油、煤沥青等化工产品，用于生产碳黑与其它碳素材料； 添入其它填料，经加热炼制可以得到筑路沥青和防水沥青，用于非重型车辆通行道上和屋面防水。 煤焦油轻馏分或全馏分加氢处理可生产优质汽柴油调和组分或优质燃料油、沥青等。本项目即将煤焦油进行加氢处理扩大煤焦油应用围，提高煤焦油的附加值。 工业上用作大型锅炉和加热炉的燃料；2.1.3干馏

20、煤气煤气是干馏过程中产生的副产品，主要成分是氢气和甲烷，还有少量烯烃、一氧化碳和二氧化碳等。低温干馏1t 煤要产生120240 m3的煤气。本装置采用外热式干馏炉产出煤气纯净，没有大量惰性气体混入，煤气热值比较高，煤气后期处理负荷低、投资小。这种较为纯净的低温干馏煤气不仅可以作为工业和民用燃料，而且可以作为化工原料气，用于甲烷化制取天然气，提取氢气，作为甲醇与合成氨的原料气等。三瑞实业60万吨/年兰炭外热式回转炉低温干馏综合利用项目（产元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 10:06 星期一 晴3.2产品方案3.2.1产品与副产品产量a ) 产品半焦：60

21、万吨/年（年处理原煤90万吨）其中： 640mm 半焦 50万吨/年6mm 半焦 10万吨/年b) 副产品煤焦油：6.41万吨/年煤 气：1.56亿Nm3/年3.2.2产品与副产品规格a ) 半焦半焦产品规格见表3.2-1b) 煤焦油煤焦油属低温焦油，含有轻油、杂酚油与沥青等馏分，主要用于生产燃料油、油毡纸、碳黑与一般碳素制品，煤焦油质量指标见表3.2-2。 c) 煤气干馏炉煤气组成见下表3.2-360万吨/年兰炭外热式回转炉低温干馏综合利用项目（工元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 10:01 星期一 晴4 工艺技术方案4.1 工艺技术方案4.1.1

22、煤干馏（热解）工艺分类煤干馏（热解）是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将煤进行加热，煤在不同的温度下，发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。煤干馏（热解）最终得到固体（半焦或焦炭）、液体（煤焦油）和气体（煤气）等产品。煤干馏（热解）工艺按照加热终温、加热速度、加热方式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。按加热终温可分为低温（500700）、中温（650800）、高温（9001000）和超高温（1200）煤干馏（热解）工艺；按加热速度可分为慢速（35/min）、中速（5100/s）、快速（50010000/s）、闪裂解（10000/s）煤干馏（热解）工艺；按加热方式可分为外热

23、式、热式、外并热式煤干馏（热解）工艺；按热载体类型可分为固体热载体、气体热载体、固气配合热载体煤干馏（热解）工艺；按气氛可分为氢气、氮气、水蒸气、隔绝空气煤干馏（热解）工艺；按压力可分为常压、加压煤干馏（热解）工艺。煤干馏（热解）工艺类型选择取决于获取的目标产品的要求，并综合考虑原料煤质特点、设备制造、工艺控制水平与最终的经济效益。慢速热解目的是获得最大产率的固体产品-焦炭；而中速、快速和闪速热解包括加氢热解的主要目的是获得最大产率的挥发产品-焦油或煤气等化工原料，从而达到通过煤的热解将煤定向转化的目的。下表列出了目标产品与相应的工艺条件。目标产品 热解温度 加热速度 加热方式 挥发物导出与冷

24、却速率焦油 500600 快、中 、外 快煤气 700800 快、中 、外 较快半焦 550700 慢 、外 慢焦炭 9001000 慢 外 慢BTX 等气态烃 750 快 快乙炔等不饱和烃 1000 闪裂解 较快4.1.2. 国外主要煤干馏（热解）工艺概况煤干馏（热解）始于20 世纪初，当初的生产目的是制取石蜡油和固体无烟燃料，随后发展了以制取发动机液体燃料为目的的工艺，如鲁奇二段炉、三段炉。20世纪50年代，随着世界围石油、天然气的开发与应用，煤的热解加工发展速度减慢甚至停顿。但在一些煤资源丰富的国家，始终没有停止对煤干馏（热解）的研究与开发。20世纪70 年代开始，为了由高挥发分煤制取较

25、高产率的液体产品和芳烃化合物，人们对煤干馏（热解）工艺的研究开发重新重视，一些新工艺接续开发出来。这些新工艺的目标是提高煤的液体产率，普遍使用的方法是加快热解反应的速度或在临氢的条件下进行热解反应，同时新工艺注意提高煤的利用率、提高过程的热效率与注重环境保护等。20世纪60年代以前，中国也曾进行了各种类型的热解工艺生产，包括油页岩、长焰煤的干馏，其主要目标是获得当时非常短缺的石油替代品。典型的工艺有鲁奇二段炉、三段炉、间歇干馏甑、方形立式炉等。近年来，为制取民用煤气、碳质还原剂、发热值较高的固体半焦等产品，国对煤干馏（热解）工艺的研究和工程开发一直没有间断，有的工艺达到工业应用或工业示阶段。国

26、外典型的煤干馏（热解）工艺包括：外热立式炉工艺、热立式炉工艺、美国的Toscoa1 工艺、德国的LR 工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前联3TX（ETCh）175 工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺与其他工艺。（1）外热立式炉工艺干馏所需热量由加热炉墙传入称外热式，原料煤可以是弱粘性的烟煤，也可以用热稳定性好的块状长焰煤。英国开发的伍德炉用于干馏制气和半焦（或焦炭），国外得到广泛应用。德国开发的Koppers 炉用于生产煤气和半焦（或焦炭），中国煤气公司引进了该技术，用弱粘结性煤生产城市煤气。中国焦化耐火材料设计研究院开发了JLW、JLK、JLH-D 型立式炉，以适应中

27、小型煤气厂的需要。（2）热立式炉工艺块煤或型煤低温干馏主要用气体热载体的热式立式炉。气体热载体热式立式炉能低温干馏2080mm 块状褐煤和型煤，这种炉型不适用中等粘结性和高粘结性烟煤。鲁奇三段炉即是这种炉型，煤在立式炉中下行，气流逆向通入进行干馏。对粉状的褐煤和烟煤要预先压块。煤干馏过程分为干燥-预热，干馏和冷却三段。在干燥-预热段循环热气流把煤干燥并预热到150。在干馏段热气流把煤加热到500850。在冷却段半焦（或焦炭）被循环气流冷却到100150最后排出。排料机构控制干馏炉的生产能力。循环气和干馏气混合物由干馏段引出，其中液体副产物在后续冷凝系统分出。大部分的净化煤气送去干燥段和干馏段燃

28、烧器，有一部分直接送人焦炭冷却段。剩余煤气外送，可以作为加热用燃料。冷凝系统包括前冷器、焦油分离槽、后冷器、终冷器以与洗苯塔。在前冷器用干馏得到的约85热水喷洒和蒸发使煤气冷却。焦油分离器一般采用电捕焦油器。经过这两步，低温焦油被分离下来，在后冷和终冷段分出残余油分，水凝结出来。在洗苯塔用焦油馏分的洗油把苯洗下来。一个炉子每天处理300500t 煤，加工成150250t 半焦。得焦油1060t/d，剩余煤气180220m3/t。煤气热值14002100kcal/m3(58808820kJ/m3)。国在鲁奇三段炉的基础上开发了不同类型的气燃热立式干馏炉，现已广泛应用于蒙鄂尔多斯、北部等地区，利用

29、当地优质长焰煤（或不粘煤、弱粘煤）生产半焦（兰炭）。但由于目前的生产装置规模小、生产技术落后，副产煤气和焦油大部分没有利用，环境污染严重。因此必须进行整顿，实行关停小型半焦炉，新建干馏炉必须达到一定规模，配有正规焦油回收系统，煤气必须利用，整体达到环保要求。（3）Toscoa1 工艺Toscoa1 工艺是美国Tosco 公司基于Tosco油页岩干馏工艺开发的煤低温干馏方法。用瓷球作为热载体，在热解转炉进行煤的干馏，属于热式低温中速固体热载体干馏工艺。该工艺开发的主要目的是对煤提质，增加其热值，并回收高价值气体和液体产品。所产半焦含有足够的挥发分，可用于现有的发电厂而不需改变设备或附加辅助燃料。

30、此法始于1970 年，最初选择美国怀俄达克次烟煤为原料，在25t/d 中间试验工厂进行试验。试验表明，该方法即可用于非粘结性煤也可用于弱粘结性煤。可降低煤炭的运输费用；降低电厂的硫排放量；半焦可用作气化原料或生产型焦；所产粗焦油经加氢可获得优质的轻质合成原油。存在的问题：设备复杂、投资高、维修量大。（4）LR 工艺LR 工艺是德国的Lurgi 和Ruhrgas 两公司联合开发的一种有多种用途的热式固体热载体快速热解工艺，处理原料包括煤、油页岩、油砂和液体烃类。自20 世纪40 年代开始研究，首先用于煤干馏生产高热值煤气，后来用于液体烃类裂解生产烯烃，20世纪60 年代中期开始将本工艺用于油页岩

31、（与油砂）干馏。19571960 年，在德国建有一个240t/d 煤干馏中间试验厂，累计运行了2100h。 LR 工艺于1963 年在前南斯拉夫Lukarac 开始工业化，原料为褐煤，处理能力为2800t/d，所产褐煤半焦（挥发分为15%20%）用作炼焦炉的混掺原料，用来代替进口痩煤。至1983 年时世界上已有4 套生产装置，它们分别建在英国钢铁公司Scuthorpe 工厂（1977 年，规模为日加工能力600t，生产的烟煤半焦用于制取热压型焦）、德国Bergbanforschung 焦炭生产试验厂和Ruhr 地区的Prosper 煤矿（1974年，规模为日加工能力350t，生产的烟煤半焦用于

32、制取热压型焦）。LR 干馏工艺即可以处理非粘结性煤也可以处理粘结性煤。LR 工艺的优点：油收率高，能耗较低，设备结构较简单。存在的问题是排料系统堵塞，油品含尘量较大。（5）3TX175 工艺3TX175 工艺是由前联开发的固体热载体粉煤干馏技术。建有处理能力为4t/h和6t/h 煤的中试装置。在中试装置上进行了多灰多硫煤、褐煤与泥煤试验。在2 号建成了每小时处理175t 煤的3TX175(即ETCh175)工业化装置。矿山来的褐煤经破碎后，用烟道气干燥，干燥粉煤再在气流式预热器中预热，预热的粉煤与固体热载体相混合，达到干馏温度进行干馏。热解室中析出的油、煤气经除尘后冷凝分离，得到焦油、轻质油和

33、煤气。装置系统中生成的多余的半焦从热解室排出，回收热量后作为电站燃料。装置能量考虑电、蒸汽与产品净化能耗效率为83-87%。干馏产品也用于其他方面，00.05mm 的半焦细粉可代替工业炭黑作为橡胶制品与热塑性塑料的填充剂；0.050.25mm 的炭粉，热值为27.24MJ/kg，作为电站、高炉和其他炉子燃料。试验结果表明，用此燃料每吨生铁消耗的冶金焦可以降低20kg 或更多；大于0.25mm 的细粒半焦，用来净化电站和其他工厂的含油污水，以代替昂贵的吸附剂。试验表明，这种半焦在上述污水处理中是一种良好的吸附剂。煤气热值为20.95MJ/m3，作为能源、家用和化学原料。焦油分离得到燃料油(汽油、

34、柴油)、筑路沥青、浸渍油、酚与同系物（包括酚、甲酚、二甲苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、萘酚）、吡啶碱，还有一些芳香族碳氢化合物与其他物质。（6）多段回转炉工艺多段回转炉工艺是中国煤炭科学研究总院煤化所开发的低变质煤干馏（热解）工艺，该工艺的主要目标是制备优质半焦。该工艺是低(中)温热解中速加热外热式隔绝空气常压。对原料煤的适宜粒度要6-30mm。热解加热炉既可使用固体燃料，又可使用气体燃料，或二者同时燃用。当使用低热值煤气加热时，发热量较高的热解煤气经净化后可外供作民用或工业燃气。由于煤在热解前干燥并脱除了大部分水分，大大减少了酚水量，少量的酚水与净水掺合后作为熄焦用水，从而使耗资较大的污水处理系

35、统大为简化。多段回转炉热解工艺规模为60t/d，达到工业试验规模。（7）外热式回转炉工艺外热式回转炉工艺是三瑞实业所研究开发的年轻煤低温干馏工艺，该工艺主要目标是制备煤低温煤焦油、高热值煤气与高品质兰炭为主要目标。借鉴煤科院多段回转炉技术，采用干燥炉、回转干馏炉、冷却炉串联使用，分别对原煤进行干燥、干馏，半焦进行间接冷却。此工艺为低(中)温热解中速加热外热式隔绝空气常压，在处理末煤上有很大优势，原料适宜粒度在40以下。回转干馏炉的供热：由净化后的煤气在燃烧炉中，通过空气风机供给适量的经预热的空气并进行完全燃烧，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀门调

36、控后进入回转干馏炉的夹套为炉体供热。热烟气大部分在供热系统进行循环，一部分预热空气后经高温风机送到回转干燥炉干燥原煤，实现热量的回收利用。焦油产率在7%左右，煤气20020 dm3/kg，热值：4300Kcal/h，且其中甲烷、氢气、一氧化碳有效成分达到90%以上，是理想的化工原料气。采用干法熄焦，兰炭质量好，节约能源，无有害气体和污水产生。目前三瑞实业已经建成了一套处理能力为400 kg/h的连续试验装置，经过数次试验，该套装置运行稳定可靠。（8）大工煤固体热载体法热解工艺固体热载体快速热解工艺是由理工大学研究开发的，基本流程是将预热过的煤(100120和800的热载体半焦进行混合，兰炭是干

37、燥煤量的26倍。混合后加热至500700送入反应器中进行热解，热解产物经除尘器去冷却回收系统得焦油、煤气、兰炭部分排出，部分去提升管进行部分燃烧，继续作为热载体进行原料煤热解。采用固体热载体快速热解工艺不仅可解决干馏时间长的问题，还可以解决干馏炉只能用块状原料的问题。煤制油化工研究院褐煤热解中试项目已于2011年启动，建设规模为新建一套年处理褐煤6000吨的褐煤热解中试装置。（9）大学循环流化多联产工艺大学在煤热解干馏技术开发上做了大量工作，校园建有2 套流化床锅炉与煤干馏试验装置，将试验成果应用到煤矿热电厂两台75th 流化床锅炉上，利用800的热炉渣作为载体将煤先进行干馏，产生的清洁煤送进

38、锅炉燃烧，生产的蒸汽去发电。该工业示项目2008 年9 月进行的72h 校核测定结果为：焦油产率12%，煤气产率180m3/t，清洁煤产率65%-75%(弱粘煤挥发分为26%-28%)。该技术的特点是：与流化床锅炉结合，充分利用锅炉热渣作为热载体将煤干馏，热清洁煤直接进锅炉燃烧，热利用非常合理，节能效果明显。（10）中国其他工艺中国清华大学、中科院过程所、中科院煤化所等单位也开发了以灰作为热载体的煤多联产工艺。清华大学的煤多联产工艺是以电站循环流化床锅炉为主外挂煤干馏（热解）气化反应器，实现供电、供热、供煤气。热解气化需要的热量由循环流化床锅炉循环热灰提供，煤进入热解气化反应器与过热水蒸气反应

39、得到煤气，没有反应的半焦进入循环流化床锅炉烧掉。该工艺的主要目标是在供电供热的基础上，生产煤气，实现煤多联产工艺。中科院过程所、中科院煤化所等单位开发的以灰作为热载体的煤多联产工艺也是以电站循环流化床锅炉为主外挂煤干馏（热解）反应器的方法，目标是煤在燃烧发电前先提取焦油，也就是“煤拔头工艺”。热解需要的热量由循环流化床锅炉循环热灰提供，煤进入反应器发生热解反应得到煤焦油，半焦进入循环流化床锅炉烧掉。目前该工艺处于实验室阶段，扩大规模的研究开发工作也在进行中。4.1.3. 生产工艺技术选择从上述容可以看出，当前有非常多种兰炭生产工艺，但大部分都存在难以突破的困难或难以解决的问题，因此没有得到广泛

40、推广与应用，目前国尤其是陕北地区广泛采用的热式直立炉虽然具有工艺简单，投资较少的优点，但是也存在明显的缺陷，其不足之处在于：1）原料利用率低。由于气体热载体必须由下向上穿过料层，要求料层有足够的透气性，并使气流分布均匀，所以入料粒度应为2080mm，实际煤矿生产中，这样的块煤只有30%40%，需要由原煤破碎和筛分，其产率不高，价格还高于原煤，将面临原料供应问题。2）由于采用热式干馏工艺，大量氮气混入煤气中，导致出炉煤气热值低，含氢气、甲烷较低，难以符合工业和民用要求，对后续进一步加工利用造成巨大影响。以地区为例，现有的兰炭生产能力约为2000万吨/年, 其副产品煤气量按等量热值换算相当于陕京一

41、线、二线的年输气量, 数量如此之大的焦炉煤气中, 仅有很小一部分被兰炭企业作为生产中加热的原料, 绝大部分直接排空燃烧，不仅严重污染环境, 而且大量浪费资源。3）采用水封冷却出焦方式，表面看起来避免了由于煤气泄漏造成的环境污染，实际在生产中，黑褐色的熄焦高温废水蒸汽排向空气中会有毒有害；湿法熄焦，限制了兰炭的使用，增加了运输成本，因此仍需要浪费一定量的煤气燃烧去烘干半焦，不但浪费了大量的兰炭潜热，而且增加了大量组分复杂的含酚氰污水，处理费用高。4）焦油回收率偏低，现在只能达到6%，工艺完善后可以达到8%。外热式回转炉制取兰炭技术是将原煤通过回转干馏炉进行热解（干馏）得到低温煤焦油、煤气和兰炭（

42、半焦）的技术，以制取煤低温煤焦油、高热值煤气与高品质兰炭为主要目标。此工艺技术方法相对简单，投资较少，具有很强的竞争力，将有良好的经济效益和环境效益。外热式回转炉制取兰炭主要工艺技术特点：1）原料的适用围广：根据产品最终用途，外热式回转炉可以处理40mm以下的原煤，包括8mm以下末煤；2）焦油产率高、质量好：采用外热式干馏工艺，所产焦油比重低、轻质组分高，质量优于传统热式炉所产低温焦油，由于加热终温与温升速度可控性好，焦油产率比热式高1015% 。3）工艺装置操作灵活、弹性大：可以随时改变工艺参数，满足客户对不同产品品质、产率的要求。也可以根据市场的变化情况，对各项产品的收率进行调整。4）热效

43、率高：由于采用高温烟气循环、富裕外排烟气用于预热原料工艺，使传统外热式回转炉热效率低的问题得以彻底改变5）半焦水分低：由于采用连续干法熄焦，可将产品水分控制在“零”。提高了兰炭的质量，节约能源，减少了有害气体与工业污水的生成，减少了相应的治理装置与费用。6）焦炉煤气便于进行深加工利用：由于采用外热式工艺，焦炉煤气未混入惰性气体，提高了煤气的热值，且成分稳定，使后续深加工工艺设备得以简化；低温干馏煤气不仅可以作为工业和民用燃料，而且可以作为化工原料气，用于甲烷化制取天然气，合成甲醇、提取氢气等。以合成甲醇为例，相比天然气和煤气化制甲醇，焦炉煤气制甲醇平均能耗低、投资少，生产成本、原料成本、安全成

44、本都相对较低。7）装置产能大：单台套装置可以实现20万吨/年以上，比国原有传统立式炉提高一倍以上；三瑞实业60万吨/年兰炭外热式回转炉低温干馏综合利用项目（生元级 标签：兰炭低温干馏兰炭干法熄兰炭干熄焦兰炭回转炉2011-03-14 09:59 星期一 晴4.2 生产工艺流程与消耗定额4.2.1 装置组成本项目生产工艺过程包括备煤、煤干馏、煤气净化（焦油冷凝回收）和筛焦-储焦四大部分组成，总占地约150亩左右（详见平面布置示意图）。装置主项如下表：表4.1-2装置主项表序号 主项名称1 备煤2 煤干馏3 煤气净化单元4 筛焦、储焦（焦场）5 罐区6 装置供电外线7 车间变电所8 备煤配电室9

45、煤干馏配电室10 筛焦配电室11 控制室12 工艺循环水站4.2.2 物料平衡单位：万吨/年；亿标米3/年4.2.3 工艺技术特点与工艺流程简述（1）概述本装置分为备煤单元、煤干馏单元、煤气净化单元（焦油冷凝回收）和筛焦-储焦单元。（2）工艺流程简述1）备煤单元原料煤由自卸汽车运输进厂后进入汽车卸车间卸车, 自卸汽车将煤卸入受煤地槽。受煤地槽有十个车位可同时卸车。受煤地槽中的煤经下部叶轮给煤机带式和输送机输出料后，由带式输送机输运入全封闭圆形料库贮存。在全封闭圆形料库中由扒料机将煤扒到料场中心出料口，经给料机将煤送给下部带式输送机输运出，由带式输送机输送到筛分间进行筛分，筛分后分两路，一路筛下

46、物（合格粒度）由带式输送机输送到回转炉前的煤仓；而另一路大粒度煤，由带式输送机输送到煤仓储存，再进行破碎回用或外运销售。2）煤干馏单元整个煤干馏流程分为煤干燥、热解（干馏）、半焦冷却和热烟气循环系统 原煤干燥系统原料煤由原料储仓经皮带输送机计量后，经双翻版阀门送入回转干燥炉，使原料煤温度在100300的环境下进行干燥和脱吸2040分钟（根据原料煤含水量不同，对干燥停留时间进行调整），除去煤中的水份以与吸附在煤的毛孔中的气体，经过干燥煤中的水分可以降低至2%以下。干燥后的煤通过一级旋风分离器和一级布袋除尘器进行分离、收集。 热解（干馏）系统干燥后的煤通过溜管进入双翻版阀门，经双翻版阀门进入回转炭

47、化炉进行热解（干馏），在物料温度550650下热裂解60min左右，热裂解后得到半焦和含有焦油的高温荒煤气。通过热裂解后产生的半焦由回转炭化炉炉尾经双翻版阀门排出，送入回转冷却炉熄焦冷却。通过热裂解后产生的含焦油的高温荒煤气由回转炭化炉导气管导出，进入焦油煤气净化单元。 半焦冷却系统由回转干馏炉底部排出的产品半焦进入半焦冷却器，用水间接换热，使温度降至80以下。冷却后的半焦用皮带送往半焦储场，作为固体产品。 热烟气循环系统回转干馏炉的供热：由净化后的煤气在燃烧炉中，通过空气风机供给适量的经预热的空气并进行完全燃烧，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀

48、门调控后进入回转干馏炉的夹套为炉体供热。热烟气大部分在供热系统进行循环，一部分预热空气后经高温风机送到回转干燥炉干燥原煤。燃烧炉在试车与初次开车阶段可以用天然气或煤气发生炉煤气进行供热，待系统平稳后，切换至净化单元过来的自产煤气进行燃烧供热。3）煤气净化（焦油冷凝回收）单元自炉出来的荒煤气，经惯性沉降室与旋风分离器除去气体中所携带的粉尘，进入文氏管塔，喷洒热循环水初步冷却，然后煤气进入旋流板塔与通入塔的冷循环水逆向运行完成最终冷却。冷却后气液分离，冷却下来的液体经管道流到循环水池，通过静置沉淀油水分离，焦油由泵打到焦油储罐，冷循环水经空冷器换热冷却后使用，循环水池封闭运行，减少污染。煤气经管道

49、进入静电捕焦油器，把煤气挟带的焦油、粉尘吸附回收，回收率达98，通过电捕处理后的剩余煤气纯净度很高，热值4300kcal/Nm3左右。经过电捕的煤气通过煤气风机加压，部分煤气回炉加热燃烧，剩余煤气外供。60万吨半焦厂剩余煤气量17222Nm3/h（1.24108 Nm3/a），CH4、H2、CO有效成分达到90%以上是很好的燃料和化工产品的原料，具有很高的利用价值。4）筛焦-储焦单元经回转冷却炉冷却后的成品焦经皮带输送机将成品焦输送至振动筛，成品焦经振动筛分离为粒度在6mm40mm 之间与6mm 以下两种规格。粒度在6mm40mm 之间的成品焦，分别由斜桥皮带送至高架皮带，由高架皮带分别卸至大

50、块焦场与中块焦场。粒度在6mm 以下的成品焦由面焦皮带输送至面焦场堆放。4.2.4 主要原材料与公用工程消耗本装置主要原材料与公用工程消耗定额和消耗量见下表。外热式卧置回转炭化炉热裂解原煤制备兰炭的方法申请号/专利号： 2本发明提供一种外热式卧置回转炭化炉热裂解原煤制备兰炭的方法，将原料煤在下在回转炭化炉干燥段干燥、脱吸，干燥后的原料煤进入回转炭化炉干馏段，在物料温度下热裂解个小时，热裂解后得到兰炭、焦油和煤气，生成的兰炭经过熄焦炉和筛焦装置后得到兰炭成品，产生的焦油和煤气经过煤气分离纯化装置，得到高品质的焦油成品和高热值的煤气成品。本发明可以降低原料煤的粒度，提高了原料煤的利用率，另外提高了煤气的热值，大大提高了煤气的利用价值，采用干法熄焦，出焦连续，提高了兰炭的质量，节约能源，减少了有害气体的生成。本发明工艺过程反应物单一，无废气、废水、废渣排放，属于环保项目。19 / 19