1、蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾工藝及技術裝備簡介（概述）1 我國低變質煤資源特點我國低變質煤炭資源儲量占煤炭資源總儲量的40%以上，目前年產量占全國煤炭總產量的30%左右。我國低變質煤資源主要集中在華北地區和西北地區。2 煤低溫干餾技術背景煤的干餾是指在隔絕空氣的條件下，原料煤受熱分解為焦炭/半焦、煤氣和焦油的過程。根據加熱終溫的不同，干餾可分為低溫干餾（560600）、中溫干餾（700900）和高溫干餾（9001100）。煤低溫干餾（或稱低溫熱解）技術僅是一個熱加工過程，常壓生產，不用氧氣，也不用加氫，即可制得煤氣和焦油。由于低溫干餾比煤的氣化和液化工藝簡單，加工條件溫和，所以建設投資少，生產成本

2、低。 3 煤低溫干餾行業現狀及待解決的問題目前我國低變質煤低溫干餾行業所采用的及主要研究的熱解工藝有內熱式直立爐、固體熱載體、流化床熱解等生產工藝。內熱式直立爐低溫干餾工藝內熱式直立爐低溫干餾工藝主要存在以下技術瓶頸： 原料問題：目前 通用的蘭炭爐用30至80毫米的塊煤，實際煤礦生產中，這樣的塊煤只 有30到40,將面臨原料供應問題； 煤氣質量問題：由于工藝原因， 煤氣熱值較低，含氫氣、甲烷較低，氮氣含量過高，達不到化工利用 最佳條件，只能當燃料； 焦油回收率偏低，現在只能達到6，工藝 提高后，應該可以達到9。濕法熄焦系統及出焦機構:采用濕法熄焦，所產蘭炭含有大量水分，限制了蘭炭的使用，增加了

3、運輸成本，需要耗費額外的能量對其進行干燥。熄焦過程產生的廢蒸汽含有大量的有毒有害物質，惡化現場操作環境，污染大氣。熄焦過程產生大量的含酚廢水，需耗費大量成本進行處理。固體熱載體低溫干餾工藝固體熱載體低溫干餾工藝主要存在以下技術瓶頸： 僅能處理粒度為6mm以下的原料煤。 運行過程中需要將熱載體提升至相當的高度，需要耗費大量能量。 涉及到一些高溫物料的轉移和輸送，受設備材質影響，目前尚無設備能理想的實現其工業過程，難以實現工業化生產。 工藝流程復雜，單位產量投資較其它工藝大。 流化床熱解工藝和焦載熱流化床氣化工藝循環流化床電氣三聯產工藝（上圖左）和焦載熱流化床氣化工藝（上圖右）等目前尚在試驗階段，

4、無成功大規模工業化應用的先例。政策方面面臨的挑戰： 現行工藝技術在某些方面未達到以下產業政策的要求： 國家焦化行業準入制度。 國家節能降耗相關政策。 環境保護相關法規。 行業資源綜合利用、循環經濟、產業鏈的要求。 煤炭資源開采大型化、自動化、機械化的趨勢。4 外熱式回轉爐應用于低溫干餾行業的意義在當前低溫干餾行業末煤無法綜合利用、產品質量不夠理想、環保問題尚未根本解決的背景下，亟待將一種適用范圍廣、可靠穩定的工藝推向整個低變質煤綜合利用行業，在低變質煤產區投資外熱式回轉低溫干餾系統可以促進企業取得頗豐的經濟效益，為企業資源綜合利用開辟了全新的途徑。國家產業政策的指導下，推廣外熱式回轉爐低溫干餾

5、工藝是促進低溫干餾行業產業升級最高效的途徑之一。 西安三瑞實業有限公司蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾工藝（蘭炭產品用途及市場預作者:西安元級   標簽：蘭炭干法熄焦蘭炭干熄焦蘭炭低溫干蘭炭回轉爐2011-03-14 10:14 星期一 晴產品用途及市場預測1 蘭炭用途及市場預測行 業 用途 可替代產品 市場預測 萬噸/年電 石 還原劑 冶金焦 900鐵合金 還原劑 冶金焦 1760化 肥 造氣 無煙煤、焦炭 1300冶 金 高爐噴吹 無煙煤、其它煙煤 1105民 用 清潔燃料 無煙煤、煙煤、木炭等 200活性炭 炭質吸附劑 脫硫劑等 50半焦在各行業使用比例預測2 焦油用途及市場

6、預測煤焦油輕餾分或全餾分加氫處理可生產優質汽柴油調和組分或優質燃料油、瀝青等。 作為粘結劑被應用到型煤等燃料的制作。經粗加工可生產雜酚油、防腐油、煤瀝青等化工產品，用于生產碳黑及其它碳素材料。添入其它填料，經加熱煉制可以得到筑路瀝青和防水瀝青，用于非重型車輛通行道上和屋面防水。工業上用作大型鍋爐和加熱爐的燃料。為了減少對進口石油的依賴，我國正在實施多元化能源戰略。發展煤制油是實施國家能源多元化戰略的對策之一。其中，煤熱解提油技術方法相對簡單、投資較少，具有一定競爭力，符合國家能源政策、產業政策的要求，其工藝成熟，是目前以煤提油領域為數不多可產生經濟效益的途徑之一。3 低溫干餾煤氣用途及市場預測

7、低溫干餾煤氣不僅可以作為工業和民用燃料、燃氣發電、直接還原鐵等，而且可以作為化工原料氣，用于以下行業：1）甲烷化制取天然氣。2）生產甲醇。3）合成油及其它化工原料。4）生產化肥。5）制取氫氣西安三瑞實業有限公司作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 10:12 星期一 晴技術的應用領域、創新性及先進性外熱式回轉爐低溫干餾工藝可采用靈活多樣的工藝形式，適應不同的煤種和產品，注重產品的一體化應用及經濟效益，是低變質煤加工和綜合利用的有效工藝，具有廣泛的適用范圍和應用前景。在工業應用方面，該工藝可用于以下目的：1）高含水煤（如褐煤

8、）的提質。2）由低灰、低鋁煤生產鐵合金還原焦。3）由劣質年青煤生產無煙燃料。4）與氣化、燃燒、發電等配合，實現煤的綜合利用，形成大規模煤炭能源一體化工業。另外，外熱式回轉爐干餾工藝還可以用于其它固體物料的熱加工，如油頁巖干餾、垃圾處理等，有利于環境保護。因此，該工藝具有廣泛的適用范圍。 項目的創新性及先進性 原料的適用范圍廣：根據產品最終用途，外熱式回轉爐可以處理40mm以下的原煤，包括8mm以下末煤。 焦油產率高、質量好，所產焦油輕質組分高，質量優于傳統內熱式爐所產低溫焦油，由于加熱終溫及溫升速度可控性好，焦油產率比內熱式高1015% 。 工藝裝置操作靈活、彈性大，可根據不同的市場要求即時調

9、整工藝參數改變產品品質。 煤氣純凈、熱值高：由于采用外熱式工藝，煤氣未混入惰性氣體，提高了煤氣的熱值，且成分穩定，適宜作為工業和民用燃料。 半焦水分低：由于采用連續干法熄焦，可將產品水分控制在“零”。提高了蘭炭的質量，節約能源，減少了有害氣體及工業污水的生成，減少了相應的治理裝置及費用。 裝置產能大：單臺套裝置可以實現20萬噸/年以上。外熱式回轉爐低溫干餾工藝與傳統工藝技術指標對比（與現行主導工藝內熱式直立爐低溫熱解工藝進行對比）目前本技術已獲國家發明專利三項（外熱式臥置回轉炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法 專利申請號：201010153412.0、一種用外熱式回轉爐進行褐煤提質的方法 專利申請

10、號：201110161521.1、利用自返料回轉爐對煤進行固體熱載體熱解的方法 專利申請號：201110314980.9 ），實用新型專利一項（新型臥置外熱式回轉炭化半焦爐 專利號：201020161332.5）。西安三瑞實業有限公司蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾工藝（主要技術指標）作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 10:11 星期一 晴主要技術指標單套裝置可實現的生產規模（以神府煤為例） ：年消耗煤炭：31萬噸年產半焦：20萬噸年產低溫煤焦油：2.3萬噸年產煤氣：0.56億標方（其中自用：0.21億標方 外供：0.35億標

11、方）產品規格及品質（以神府煤低溫干餾產品指標為例）1 半焦產品的品質2 焦油產品的品質3 煤氣產品的品質煤氣的熱值達到4300 kcal/Nm3以上外熱式回轉爐低溫干餾工藝流程示意圖產品半焦（蘭炭）半焦是低變質煤經過低（中）溫干餾所獲得的固體產品，由于其燃燒的時候不會冒煙，只產生小小的藍色火苗，因此也俗稱蘭炭。外熱式回轉爐低溫干餾工藝所產半焦具有水分低、揮發份低、比電阻高、反應性好、可磨性好、無爆炸性及氣孔發達等優點。產品焦油低溫煤焦油是煤受熱的初步分解產物，因此未受到深度裂化，也稱初生焦油。采用外熱式回轉爐低溫干餾工藝由于焦油二次裂解的程度減少，因此焦油產率較其它工藝高。輕質組分含量高，30

12、0前餾分占50.4%，360前餾分占到73%。，H/C原子比為1.11.3，適宜加氫制取燃料油。產品煤氣采用外熱式回轉爐低溫干餾工藝所產低溫干餾煤氣沒有大量惰性氣體混入，成分純凈，CH4、H2、CO有效成分達到90%以上是深加工利用的理想原料。熱值高達4300 kcal/Nm3，是優質的工業和民用氣體燃料，也可用于發電。450 kg/h外熱式回轉爐低溫干餾試驗系統西安三瑞實業有限公司自行設計并制造了一套最大處理能力為450 kg/h的外熱式回轉爐低溫干餾工藝試驗系統，該套系統包括進料系統、干餾系統、收塵系統、焦油分離系統、熱風循環系統等五大部分，以及原料篩分、計量等附屬設施，系統中各關鍵點均設

13、置有溫度、壓力、流量等測量儀表，可準確、可靠的得到相關試驗參數。 外熱式回轉干餾爐外熱式回轉爐是由西安三瑞實業有限公司研發并設計的低變質煤綜合利用系統的核心設備，其具有原料適用范圍廣、產成品性質優良、產能及操作彈性較大等優點，是低變質煤綜合利用產業發展的重要方向之一。焦油分離系統低溫干餾荒煤氣的處理普遍采用一級文氏塔洗滌、一級旋流板塔洗滌、一級電捕焦油器收集焦油霧的流程。在洗滌循環水中回收焦油。該工藝成熟、運行穩定、焦油分離效率較高。外熱式回轉爐低溫干餾工藝推廣應用前景外熱式回轉爐低溫干餾工業化開發的最終目的是在靠近低變質煤種礦區，與氣化、燃燒、發電等配合，實現煤的綜合利用，形成大規模煤炭能源

14、一體化工業。單套系統的年產量可以達到20萬噸以上，總廠的規模可以達到上百萬噸，可以分別處理不同的粒度的煤種，產品以直接應用于冶金、化工、碳素、發電等生產為主， 形成規模化、集約化、循環發展的煤化工產業園區，形成煤半焦發電、高爐噴吹，煤半焦電石，煤半焦合成氣油或醇類燃料，煤煤氣發電、天然氣、甲醇或合成氨，煤半焦鐵合金、煤煤焦油清潔燃料油等成熟的產業鏈。西安三瑞實業有限公司60萬噸/年蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾綜合利用項目建議作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 10:09 星期一 晴60萬噸/年 年輕煤外熱式回轉爐低溫干餾綜合

15、利用項目建議書二一一年十二月西安三瑞實業有限公司 目 錄1 概述 12 市場預測分析 12.1 產品用途 12.1.1蘭炭（半焦） 12.1.2煤焦油 22.1.3干餾煤氣 22.2市場需求及預測 22.2.1半焦 22.2.2煤焦油產品 62.2.3低溫干餾煤氣 63 生產規模和產品方案 113.1生產規模 113.2產品方案 113.2.1產品及副產品產量 113.2.2產品及副產品規格 114 工藝技術方案 124.1 工藝技術方案 124.1.1 煤干餾（熱解）工藝分類 124.1.2. 國內外主要煤干餾（熱解）工藝概況 134.1.3. 生產工藝技術選擇 184.2 生產工藝流程及消

16、耗定額 204.2.1 裝置組成 204.2.2 物料平衡 204.2.3 工藝技術特點及工藝流程簡述 214.2.4 主要原材料及公用工程消耗 224.2.5 主要設備 234.2.6 裝置環境保護 245 勞動定員 245.1 崗位工作制 265.2 生產班制及定員 265.3 人員來源與培訓 276 投資估算 277 技術經濟分析 278 靜態投資回收期 289 社會評價 289.1 項目財務效果 289.2 項目社會效果 291 概述煤的干餾是指在隔絕空氣的條件下，原料煤受熱分解為焦炭/半焦、煤氣和焦油的過程。根據加熱終溫的不同，干餾可分為低溫干餾（560600）、中溫干餾（70090

17、0）和高溫干餾（9001100）。煤低溫干餾(或稱低溫熱解) 技術僅是一個熱加工過程，常壓生產，不用氧氣，也不用加氫，即可制得煤氣和焦油。由于低溫干餾比煤的氣化和液化工藝簡單，加工條件溫和，所以建設投資少，生產成本低。蘭炭也稱半焦，是低變質煤經過低（中）溫干餾所獲得的固體產品，由于其燃燒的時候不會冒煙，只產生小小的藍色火苗，因此就將其稱之為蘭炭。我國的陜晉寧蒙甘接壤地區是重要的蘭炭生產基地。據地質勘探結果，這些地區煤炭儲量約5000 多億噸，占全國的72%以上，主要為侏羅紀煤，該煤種屬于長焰煤和不粘煤，具有低灰、低硫、低磷、低灰熔點和高發熱量、高惰質組分含量、高氧化鈣含量的特點，是優質的化工用

18、煤和動力用煤，適合低（中）溫干餾生產蘭炭。蘭炭技術的發展經歷了從七十年代末“土煉蘭炭”到九十年代“機制蘭炭”至21世紀“高能效、高附加值、低污染、自動化的循環經濟模式”的發展過程。近年來受市場需求的推動，我國陜晉寧蒙甘接壤地區建設了一大批蘭炭生產廠，總能力約35004000 萬噸，用煤56006400 萬噸。其中陜西榆林地區約2000 萬噸，成為區域經濟發展的重要支柱產業。但由于企業規模小，生產工藝和技術裝備參差不齊，綜合利用水平低，低溫干餾企業目前焦油深加工不夠，產值低；基本未對干餾過程中產生的煤氣進行回收和利用，大部分企業采用燃燒排放，部分企業直接排空，造成了資源的大量浪費，加重了污染。這

19、些問題已經成為制約社會經濟發展的瓶頸問題。2 市場預測分析2.1 產品用途2.1.1蘭炭（半焦）焦化行業主要產品為冶金焦、鑄造焦，少量為半焦，本項目主要產品為半焦。半焦是鐵合金、電石、合成氨等行業的專用焦，這三個行業過去都是用冶金焦，存在焦炭價格高、冶金焦性能不能很好地滿足這些行業的需求等問題。半焦除廣泛用于鐵合金、電石、合成氨等行業外，還用于高爐噴吹、制作活性炭、吸油劑、脫硝劑、煉焦瘦化劑及民用燃料等領域。2.1.2煤焦油本項目副產煤焦油，由于本項目采用低溫干餾工藝，煤的裂解溫度相對較低，裂解深度不夠，煤焦油屬低溫焦油。低溫焦油的主要用途：Ø 作為粘結劑被應用到型煤等燃料的制作；

20、經粗加工可生產雜酚油、防腐油、煤瀝青等化工產品，用于生產碳黑及其它碳素材料；ØØ 添入其它填料，經加熱煉制可以得到筑路瀝青和防水瀝青，用于非重型車輛通行道上和屋面防水。Ø 煤焦油輕餾分或全餾分加氫處理可生產優質汽柴油調和組分或優質燃料油、瀝青等。本項目即將煤焦油進行加氫處理擴大煤焦油應用范圍，提高煤焦油的附加值。Ø 工業上用作大型鍋爐和加熱爐的燃料；2.1.3干餾煤氣煤氣是干餾過程中產生的副產品，主要成分是氫氣和甲烷，還有少量烯烴、一氧化碳和二氧化碳等。低溫干餾1t 煤要產生120240 m3的煤氣。本裝置采用外熱式干餾爐產出煤氣純凈，沒有大量惰性氣體混

21、入，煤氣熱值比較高，煤氣后期處理負荷低、投資小。這種較為純凈的低溫干餾煤氣不僅可以作為工業和民用燃料，而且可以作為化工原料氣，用于甲烷化制取天然氣，提取氫氣，作為甲醇與合成氨的原料氣等。西安三瑞實業有限公司60萬噸/年蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾綜合利用項目（產作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 10:06 星期一 晴3.2產品方案3.2.1產品及副產品產量a ) 產品半焦：60萬噸/年（年處理原煤90萬噸）其中： 640mm 半焦 50萬噸/年6mm 半焦 10萬噸/年b) 副產品煤焦油：6.41萬噸/年煤 氣：1.56億

22、Nm3/年3.2.2產品及副產品規格a ) 半焦半焦產品規格見表3.2-1b) 煤焦油煤焦油屬低溫焦油，含有輕油、雜酚油及瀝青等餾分，主要用于生產燃料油、油氈紙、碳黑及一般碳素制品，煤焦油質量指標見表3.2-2。 c) 煤氣干餾爐煤氣組成見下表3.2-3 60萬噸/年蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾綜合利用項目（工作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 10:01 星期一 晴4 工藝技術方案4.1 工藝技術方案4.1.1 煤干餾（熱解）工藝分類煤干餾（熱解）是指在隔絕空氣(或在非氧化氣氛)條件下將煤進行加熱，煤在不同的溫度下，發生的

23、一系列物理變化和化學反應的復雜過程。煤干餾（熱解）最終得到固體（半焦或焦炭）、液體（煤焦油）和氣體（煤氣）等產品。煤干餾（熱解）工藝按照加熱終溫、加熱速度、加熱方式、熱載體類型、氣氛、壓力等工藝條件分為不同類型。按加熱終溫可分為低溫（500700）、中溫（650800）、高溫（9001000）和超高溫（>1200）煤干餾（熱解）工藝；按加熱速度可分為慢速（35/min）、中速（5100/s）、快速（50010000/s）、閃裂解（>10000/s）煤干餾（熱解）工藝；按加熱方式可分為外熱式、內熱式、內外并熱式煤干餾（熱解）工藝；按熱載體類型可分為固體熱載體、氣體熱載體、固氣配合熱載

24、體煤干餾（熱解）工藝；按氣氛可分為氫氣、氮氣、水蒸氣、隔絕空氣煤干餾（熱解）工藝；按壓力可分為常壓、加壓煤干餾（熱解）工藝。煤干餾（熱解）工藝類型選擇取決于獲取的目標產品的要求，并綜合考慮原料煤質特點、設備制造、工藝控制水平及最終的經濟效益。慢速熱解目的是獲得最大產率的固體產品-焦炭；而中速、快速和閃速熱解包括加氫熱解的主要目的是獲得最大產率的揮發產品-焦油或煤氣等化工原料，從而達到通過煤的熱解將煤定向轉化的目的。下表列出了目標產品與相應的工藝條件。目標產品 熱解溫度 加熱速度 加熱方式 揮發物導出及冷卻速率焦油 500600 快、中 內、外 快煤氣 700800 快、中 內、外 較快半焦 5

25、50700 慢 內 、外 慢焦炭 9001000 慢 外 慢BTX 等氣態烴 750 快 內 快乙炔等不飽和烴 >1000 閃裂解 內 較快4.1.2. 國內外主要煤干餾（熱解）工藝概況煤干餾（熱解）始于20 世紀初，當初的生產目的是制取石蠟油和固體無煙燃料，隨后發展了以制取發動機液體燃料為目的的工藝，如魯奇二段爐、三段爐。20世紀50年代，隨著世界范圍內石油、天然氣的開發與應用，煤的熱解加工發展速度減慢甚至停頓。但在一些煤資源豐富的國家，始終沒有停止對煤干餾（熱解）的研究與開發。20世紀70 年代開始，為了由高揮發分煤制取較高產率的液體產品和芳烴化合物，人們對煤干餾（熱解）工藝的研究開

26、發重新重視，一些新工藝接續開發出來。這些新工藝的目標是提高煤的液體產率，普遍使用的方法是加快熱解反應的速度或在臨氫的條件下進行熱解反應，同時新工藝注意提高煤的利用率、提高過程的熱效率及注重環境保護等。20世紀60年代以前，中國也曾進行了各種類型的熱解工藝生產，包括油頁巖、長焰煤的干餾，其主要目標是獲得當時非常短缺的石油替代品。典型的工藝有魯奇二段爐、三段爐、間歇干餾甑、方形立式爐等。近年來，為制取民用煤氣、碳質還原劑、發熱值較高的固體半焦等產品，國內對煤干餾（熱解）工藝的研究和工程開發一直沒有間斷，有的工藝達到工業應用或工業示范階段。國內外典型的煤干餾（熱解）工藝包括：外熱立式爐工藝、內熱立式

27、爐工藝、美國的Toscoa1 工藝、德國的LR 工藝、澳大利亞的流化床快速熱解工藝、前蘇聯3TX（ETCh）175 工藝、中國的多段回轉爐工藝、中國固體熱載體新法干餾工藝及其他工藝。（1）外熱立式爐工藝干餾所需熱量由加熱爐墻傳入稱外熱式，原料煤可以是弱粘性的煙煤，也可以用熱穩定性好的塊狀長焰煤。英國開發的伍德爐用于干餾制氣和半焦（或焦炭），國內外得到廣泛應用。德國開發的Koppers 爐用于生產煤氣和半焦（或焦炭），中國大連煤氣公司引進了該技術，用撫順弱粘結性煤生產城市煤氣。中國鞍山焦化耐火材料設計研究院開發了JLW、JLK、JLH-D 型立式爐，以適應中小型煤氣廠的需要。（2）內熱立式爐工藝

28、塊煤或型煤低溫干餾主要用氣體熱載體的內熱式立式爐。氣體熱載體內熱式立式爐能低溫干餾2080mm 塊狀褐煤和型煤，這種爐型不適用中等粘結性和高粘結性煙煤。魯奇三段爐即是這種爐型，煤在立式爐中下行，氣流逆向通入進行干餾。對粉狀的褐煤和煙煤要預先壓塊。煤干餾過程分為干燥-預熱，干餾和冷卻三段。在干燥-預熱段循環熱氣流把煤干燥并預熱到150。在干餾段熱氣流把煤加熱到500850。在冷卻段半焦（或焦炭）被循環氣流冷卻到100150最后排出。排料機構控制干餾爐的生產能力。循環氣和干餾氣混合物由干餾段引出，其中液體副產物在后續冷凝系統分出。大部分的凈化煤氣送去干燥段和干餾段燃燒器，有一部分直接送人焦炭冷卻段

29、。剩余煤氣外送，可以作為加熱用燃料。冷凝系統包括前冷器、焦油分離槽、后冷器、終冷器以及洗苯塔。在前冷器用干餾得到的約85熱水噴灑和蒸發使煤氣冷卻。焦油分離器一般采用電捕焦油器。經過這兩步，低溫焦油被分離下來，在后冷和終冷段分出殘余油分，水凝結出來。在洗苯塔用焦油餾分的洗油把苯洗下來。一個爐子每天處理300500t 煤，加工成150250t 半焦。得焦油1060t/d，剩余煤氣180220m3/t。煤氣熱值14002100kcal/m3(58808820kJ/m3)。國內在魯奇三段爐的基礎上開發了不同類型的氣燃內熱立式干餾爐，現已廣泛應用于內蒙鄂爾多斯、陜西北部等地區，利用當地優質長焰煤（或不粘

30、煤、弱粘煤）生產半焦（蘭炭）。但由于目前的生產裝置規模小、生產技術落后，副產煤氣和焦油大部分沒有利用，環境污染嚴重。因此必須進行整頓，實行關停小型半焦爐，新建干餾爐必須達到一定規模，配有正規焦油回收系統，煤氣必須利用，整體達到環保要求。（3）Toscoa1 工藝Toscoa1 工藝是美國Tosco 公司基于Tosco油頁巖干餾工藝開發的煤低溫干餾方法。用瓷球作為熱載體，在熱解轉爐內進行煤的干餾，屬于內熱式低溫中速固體熱載體干餾工藝。該工藝開發的主要目的是對煤提質，增加其熱值，并回收高價值氣體和液體產品。所產半焦含有足夠的揮發分，可用于現有的發電廠而不需改變設備或附加輔助燃料。此法始于1970

31、年，最初選擇美國懷俄達克次煙煤為原料，在25t/d 中間試驗工廠進行試驗。試驗表明，該方法即可用于非粘結性煤也可用于弱粘結性煤。可降低煤炭的運輸費用；降低電廠的硫排放量；半焦可用作氣化原料或生產型焦；所產粗焦油經加氫可獲得優質的輕質合成原油。存在的問題：設備復雜、投資高、維修量大。（4）LR 工藝LR 工藝是德國的Lurgi 和Ruhrgas 兩公司聯合開發的一種有多種用途的內熱式固體熱載體快速熱解工藝，處理原料包括煤、油頁巖、油砂和液體烴類。自20 世紀40 年代開始研究，首先用于煤干餾生產高熱值煤氣，后來用于液體烴類裂解生產烯烴，20世紀60 年代中期開始將本工藝用于油頁巖（及油砂）干餾。

32、19571960 年，在德國建有一個240t/d 煤干餾中間試驗廠，累計運行了2100h。 LR 工藝于1963 年在前南斯拉夫Lukarac 開始工業化，原料為褐煤，處理能力為2×800t/d，所產褐煤半焦（揮發分為15%20%）用作煉焦爐的混摻原料，用來代替進口痩煤。至1983 年時世界上已有4 套生產裝置，它們分別建在英國鋼鐵公司Scuthorpe 工廠（1977 年，規模為日加工能力600t，生產的煙煤半焦用于制取熱壓型焦）、德國Bergbanforschung 焦炭生產試驗廠和Ruhr 地區的Prosper 煤礦（1974年，規模為日加工能力350t，生產的煙煤半焦用于制取

33、熱壓型焦）。LR 干餾工藝即可以處理非粘結性煤也可以處理粘結性煤。LR 工藝的優點：油收率高，能耗較低，設備結構較簡單。存在的問題是排料系統堵塞，油品含塵量較大。（5）3TX175 工藝3TX175 工藝是由前蘇聯開發的固體熱載體粉煤干餾技術。建有處理能力為4t/h和6t/h 煤的中試裝置。在中試裝置上進行了多灰多硫煤、褐煤及泥煤試驗。在2 號建成了每小時處理175t 煤的3TX175(即ETCh175)工業化裝置。礦山來的褐煤經破碎后，用煙道氣干燥，干燥粉煤再在氣流式預熱器中預熱，預熱的粉煤與固體熱載體相混合，達到干餾溫度進行干餾。熱解室中析出的油、煤氣經除塵后冷凝分離，得到焦油、輕質油和煤

34、氣。裝置系統中生成的多余的半焦從熱解室排出，回收熱量后作為電站燃料。裝置能量考慮電、蒸汽及產品凈化能耗效率為83-87%。干餾產品也用于其他方面，00.05mm 的半焦細粉可代替工業炭黑作為橡膠制品及熱塑性塑料的填充劑；0.050.25mm 的炭粉，熱值為27.24MJ/kg，作為電站、高爐和其他爐子燃料。試驗結果表明，用此燃料每噸生鐵消耗的冶金焦可以降低20kg 或更多；大于0.25mm 的細粒半焦，用來凈化電站和其他工廠的含油污水，以代替昂貴的吸附劑。試驗表明，這種半焦在上述污水處理中是一種良好的吸附劑。煤氣熱值為20.95MJ/m3，作為能源、家用和化學原料。焦油分離得到燃料油(汽油、柴

35、油)、筑路瀝青、浸漬油、酚及同系物（包括酚、甲酚、二甲苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酚）、吡啶堿，還有一些芳香族碳氫化合物及其他物質。（6）多段回轉爐工藝多段回轉爐工藝是中國煤炭科學研究總院北京煤化所開發的低變質煤干餾（熱解）工藝，該工藝的主要目標是制備優質半焦。該工藝是低(中)溫熱解中速加熱外熱式隔絕空氣常壓。對原料煤的適宜粒度要求是6-30mm。熱解加熱爐既可使用固體燃料，又可使用氣體燃料，或二者同時燃用。當使用低熱值煤氣加熱時，發熱量較高的熱解煤氣經凈化后可外供作民用或工業燃氣。由于煤在熱解前干燥并脫除了大部分水分，大大減少了酚水量，少量的酚水與凈水摻合后作為熄焦用水，從而使耗資較大的污水

36、處理系統大為簡化。多段回轉爐熱解工藝規模為60t/d，達到工業試驗規模。（7）外熱式回轉爐工藝外熱式回轉爐工藝是西安三瑞實業有限公司所研究開發的年輕煤低溫干餾工藝，該工藝主要目標是制備煤低溫煤焦油、高熱值煤氣及高品質蘭炭為主要目標。借鑒煤科院多段回轉爐技術，采用干燥爐、回轉干餾爐、冷卻爐串聯使用，分別對原煤進行干燥、干餾，半焦進行間接冷卻。此工藝為低(中)溫熱解中速加熱外熱式隔絕空氣常壓，在處理末煤上有很大優勢，原料適宜粒度在40以下。回轉干餾爐的供熱：由凈化后的煤氣在燃燒爐中，通過空氣風機供給適量的經預熱的空氣并進行完全燃燒，熱煙氣在燃燒爐的尾段與高溫循環風機供給部分循環熱煙氣進行混合，由熱

37、風管道經翻板閥門調控后進入回轉干餾爐的夾套為爐體供熱。熱煙氣大部分在供熱系統內進行循環，一部分預熱空氣后經高溫風機送到回轉干燥爐干燥原煤，實現熱量的回收利用。焦油產率在7%左右，煤氣200±20 dm3/kg，熱值：4300Kcal/h，且其中甲烷、氫氣、一氧化碳有效成分達到90%以上，是理想的化工原料氣。采用干法熄焦，蘭炭質量好，節約能源，無有害氣體和污水產生。目前西安三瑞實業有限公司已經建成了一套處理能力為400 kg/h的連續試驗裝置，經過數次試驗，該套裝置運行穩定可靠。（8）大工煤固體熱載體法熱解工藝固體熱載體快速熱解工藝是由大連理工大學研究開發的，基本流程是將預熱過的煤(1

38、00120和800的熱載體半焦進行混合，蘭炭是干燥煤量的26倍。混合后加熱至500700送入反應器中進行熱解，熱解產物經除塵器去冷卻回收系統得焦油、煤氣、蘭炭部分排出，部分去提升管內進行部分燃燒，繼續作為熱載體進行原料煤熱解。采用固體熱載體快速熱解工藝不僅可解決干餾時間長的問題，還可以解決干餾爐只能用塊狀原料的問題。神華煤制油化工北京研究院褐煤熱解中試項目已于2011年啟動，建設規模為新建一套年處理褐煤6000噸的褐煤熱解中試裝置。（9）浙江大學循環流化多聯產工藝浙江大學在煤熱解干餾技術開發上做了大量工作，校園內建有2 套流化床鍋爐及煤干餾試驗裝置，將試驗成果應用到淮南煤礦熱電廠兩臺75th

39、流化床鍋爐上，利用800的熱爐渣作為載體將煤先進行干餾，產生的清潔煤送進鍋爐燃燒，生產的蒸汽去發電。該工業示范項目2008 年9 月進行的72h 校核測定結果為：焦油產率12%，煤氣產率180m3/t，清潔煤產率65%-75%(淮南弱粘煤揮發分為26%-28%)。該技術的特點是：與流化床鍋爐結合，充分利用鍋爐熱渣作為熱載體將煤干餾，熱清潔煤直接進鍋爐燃燒，熱利用非常合理，節能效果明顯。（10）中國其他工藝中國清華大學、中科院過程所、中科院山西煤化所等單位也開發了以灰作為熱載體的煤多聯產工藝。清華大學的煤多聯產工藝是以電站循環流化床鍋爐為主外掛煤干餾（熱解）氣化反應器，實現供電、供熱、供煤氣。熱

40、解氣化需要的熱量由循環流化床鍋爐循環熱灰提供，煤進入熱解氣化反應器與過熱水蒸氣反應得到煤氣，沒有反應的半焦進入循環流化床鍋爐燒掉。該工藝的主要目標是在供電供熱的基礎上，生產煤氣，實現煤多聯產工藝。中科院過程所、中科院山西煤化所等單位開發的以灰作為熱載體的煤多聯產工藝也是以電站循環流化床鍋爐為主外掛煤干餾（熱解）反應器的方法，目標是煤在燃燒發電前先提取焦油，也就是“煤拔頭工藝”。熱解需要的熱量由循環流化床鍋爐循環熱灰提供，煤進入反應器發生熱解反應得到煤焦油，半焦進入循環流化床鍋爐燒掉。目前該工藝處于實驗室階段，擴大規模的研究開發工作也在進行中。4.1.3. 生產工藝技術選擇從上述內容可以看出，當

41、前有非常多種蘭炭生產工藝，但大部分都存在難以突破的困難或難以解決的問題，因此沒有得到廣泛推廣及應用，目前國內尤其是陜北地區廣泛采用的內熱式直立爐雖然具有工藝簡單，投資較少的優點，但是也存在明顯的缺陷，其不足之處在于：1）原料利用率低。由于氣體熱載體必須由下向上穿過料層，要求料層有足夠的透氣性，并使氣流分布均勻，所以入料粒度應為2080mm，實際煤礦生產中，這樣的塊煤只有30%40%，需要由原煤破碎和篩分，其產率不高，價格還高于原煤，將面臨原料供應問題。2）由于采用內熱式干餾工藝，大量氮氣混入煤氣中，導致出爐煤氣熱值低，含氫氣、甲烷較低，難以符合工業和民用要求，對后續進一步加工利用造成巨大影響。

42、以陜西榆林地區為例，榆林現有的蘭炭生產能力約為2000萬噸/年, 其副產品煤氣量按等量熱值換算相當于陜京一線、二線的年輸氣量, 數量如此之大的焦爐煤氣中, 僅有很小一部分被蘭炭企業作為生產中加熱的原料, 絕大部分直接排空燃燒，不僅嚴重污染環境, 而且大量浪費資源。3）采用水封冷卻出焦方式，表面看起來避免了由于煤氣泄漏造成的環境污染，實際在生產中，黑褐色的熄焦高溫廢水蒸汽排向空氣中會有毒有害；濕法熄焦，限制了蘭炭的使用，增加了運輸成本，因此仍需要浪費一定量的煤氣燃燒去烘干半焦，不但浪費了大量的蘭炭潛熱，而且增加了大量組分復雜的含酚氰污水，處理費用高。4）焦油回收率偏低，現在只能達到6%，工藝完善

43、后可以達到8%。外熱式回轉爐制取蘭炭技術是將原煤通過回轉干餾爐進行熱解（干餾）得到低溫煤焦油、煤氣和蘭炭（半焦）的技術，以制取煤低溫煤焦油、高熱值煤氣及高品質蘭炭為主要目標。此工藝技術方法相對簡單，投資較少，具有很強的競爭力，將有良好的經濟效益和環境效益。外熱式回轉爐制取蘭炭主要工藝技術特點：1）原料的適用范圍廣：根據產品最終用途，外熱式回轉爐可以處理40mm以下的原煤，包括8mm以下末煤；2）焦油產率高、質量好：采用外熱式干餾工藝，所產焦油比重低、輕質組分高，質量優于傳統內熱式爐所產低溫焦油，由于加熱終溫及溫升速度可控性好，焦油產率比內熱式高1015% 。3）工藝裝置操作靈活、彈性大：可以隨

44、時改變工藝參數，滿足客戶對不同產品品質、產率的要求。也可以根據市場的變化情況，對各項產品的收率進行調整。4）熱效率高：由于采用高溫煙氣循環、富裕外排煙氣用于預熱原料工藝，使傳統外熱式回轉爐熱效率低的問題得以徹底改變5）半焦水分低：由于采用連續干法熄焦，可將產品水分控制在“零”。提高了蘭炭的質量，節約能源，減少了有害氣體及工業污水的生成，減少了相應的治理裝置及費用。6）焦爐煤氣便于進行深加工利用：由于采用外熱式工藝，焦爐煤氣未混入惰性氣體，提高了煤氣的熱值，且成分穩定，使后續深加工工藝設備得以簡化；低溫干餾煤氣不僅可以作為工業和民用燃料，而且可以作為化工原料氣，用于甲烷化制取天然氣，合成甲醇、提

45、取氫氣等。以合成甲醇為例，相比天然氣和煤氣化制甲醇，焦爐煤氣制甲醇平均能耗低、投資少，生產成本、原料成本、安全成本都相對較低。7）裝置產能大：單臺套裝置可以實現20萬噸/年以上，比國內原有傳統立式爐提高一倍以上；西安三瑞實業有限公司60萬噸/年蘭炭外熱式回轉爐低溫干餾綜合利用項目（生作者:西安元級   標簽：蘭炭低溫干餾蘭炭干法熄蘭炭干熄焦蘭炭回轉爐2011-03-14 09:59 星期一 晴4.2 生產工藝流程及消耗定額4.2.1 裝置組成本項目生產工藝過程包括備煤、煤干餾、煤氣凈化（焦油冷凝回收）和篩焦-儲焦四大部分組成，總占地約150畝左右（詳見平面布置示意圖）。裝置

46、主項如下表：表4.1-2裝置主項表序號 主項名稱1 備煤2 煤干餾3 煤氣凈化單元4 篩焦、儲焦（焦場）5 罐區6 裝置供電外線7 車間變電所8 備煤配電室9 煤干餾配電室10 篩焦配電室11 控制室12 工藝循環水站4.2.2 物料平衡單位：萬噸/年；億標米3/年4.2.3 工藝技術特點及工藝流程簡述（1）概述本裝置分為備煤單元、煤干餾單元、煤氣凈化單元（焦油冷凝回收）和篩焦-儲焦單元。（2）工藝流程簡述1）備煤單元原料煤由自卸汽車運輸進廠后進入汽車卸車間卸車, 自卸汽車將煤卸入受煤地槽。受煤地槽有十個車位可同時卸車。受煤地槽中的煤經下部葉輪給煤機帶式和輸送機輸出料后，由帶式輸送機輸運入全封閉圓形料庫貯存。在全封閉圓形料庫中由扒料機將煤扒到料場中心出料口，經給料機將煤送給下部帶式輸送機輸運出，由帶式輸送機輸送到篩分間進行篩分，篩分后分兩路，一路篩下物（合格粒度）由帶式輸送機輸送到回轉爐前的煤倉；而另一路大粒度煤，由帶式輸送機輸送到煤倉儲存，再進行破碎回用或外運銷售。2