文档介绍：第五章炼焦化学产品的回收与煤气净化
第一节炼焦化学产品的组成和产率
第二节炼焦化学产品回收的方法及典型流程
第三节焦炉煤气的应用现状与应用前景
第一节炼焦化学产品的组成和产率
一、炼焦化学产品生成、组成和产率
二、影响炼焦化学产品产率的因素
一、炼焦化学产品生成、组成和产率
煤在焦炉高温干馏作用下,因受热发生一系列复杂的物理化学变化。在温度200℃以下水分蒸发,同时析出吸附在煤中的CO2、CH4等气体。250~300℃时煤的大分子端部含氧化合物开始分解,生成CO2、H2O和酚类。约在500℃煤的大分子芳香族稠环化合物侧链断裂和分解,生成脂肪烃类和氢气。约在600℃以前从胶质层析出的和部分从半焦中析出的蒸气和气体称为初次分解产物,主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初焦油,氢气的含量很低。初次分解产物在炭化室内析出过程中,75%的产物通过赤热的焦炭层和沿着温度约为1000℃的炉墙向炭化室顶部空间流动,剩下的产物侧通过温度低于400℃两侧胶质层之间煤料而逸出。
当分解产物通过赤热的焦炭和沿炭化室炉墙向上流动时,受到高温的作用,这部分产物中的碳氢化合物在到达炭化室顶部空间之前,不可避免受到二次热解,析出氢气和环烷烃芳构化,生成二次热裂解产物。在炭化过程中炉顶空间温度大部分时间在800℃左右。热解气体还可能产生芳构化反应。
炼焦化学产品的组成和数量随干馏温度及原煤性质变化而变化,由每个炭化室逸出的煤气组成随炭化室时间而异,但由于炼焦炉整个炉组的生产的连续的,正常生产情况下,焦炉煤气的总体组成基本是一致的,高温干馏产品产率见表5-1。
表5-1 高温干馏产品产率
~
~
~
2~4
3~
15~19
70~78
产率(对干煤wt%)
其它
氨
粗苯
化合水
焦油
净焦炉煤气
焦炭
产品
一、炼焦化学产品生成、组成和产率
经回收化学产品和净化后的焦炉煤气,其组成见表5-2。
焦炉煤气中其它组分的产率见表5-3。
表5-2 净焦炉煤气的组成
一、炼焦化学产品生成、组成和产率
表5-3 焦炉煤气中其它组分的产率 g/标m3
一、炼焦化学产品生成、组成和产率
二、影响炼焦化学产品产率的因素
炼焦配煤的性质和炼焦过程的操作条件决定着炼焦化学产品的产率。
1、配煤性质和组成的影响
(1)煤气的成分和产率
煤气的成分和产率与煤的变质程度有关。低变质程度的煤在干馏时,所产生煤气中的CO、 Hm含量高,而氢气的含量低。随着变质程度的增加,前三者的含量相对减少,而氢的含量增加。因此配煤成分对煤气的组成有很大影响。煤气的产率G(%)与配煤的挥发分有关,可由下式求得
式中α—与煤种有关的系数(气煤α=3,焦煤α=);
Vdaf——配煤的无水无灰基挥发分,%。
(5-1)
(2)焦油产率
配煤的挥发分和煤的变质程度决定焦油的产率。
在配煤挥发分Vdaf =20%~30%的范围内,焦油产率可由下式求得
(5-2)
式中T---焦油产率,%
1、配煤性质和组成的影响
(3) 苯族烃产率
在一定范围内,苯族烃的产率随煤的H/C比值及挥发分的增加而增加,当配煤挥发份在20%~36%时,粗苯产率可按下式估算:
式中 B--粗苯产率,%。
(5-3)
1、配煤性质和组成的影响
(4)氨、化合水的产率
煤气中的氨来源于煤中的氮。一般配煤中约60%的氮存在于焦炭中,约15%~20%的氮与氢化合生成氨。其余部分转化为氰化氢、吡啶盐基或其它含氮化合物。配煤的性质不同,氨的产率显然是不一样的,%~%。
化合水的产率同配煤的合氧量有关。配煤中的氧约有55%~60%在炼焦时转变为水、且此值随配煤挥发分的减少而增加。
1、配煤性质和组成的影响