煤富氧内热低温干馏实验研究

论文摘要

陕北地区现有的半焦(兰炭)生产主要采用内热式低温干馏工艺,具有设备简单,投资相对较低,生产效率高等特点。但是由于在生产过程中采用空气助燃,煤气中氮含量过高,导致煤气热值降低而无法有效利用,加之当地的兰炭生产企业大多规模小、半焦质量差、能耗高、环境污染严重。因此,优化工艺及开发新工艺以提高煤的综合利用水平对地方经济发展具有重要理论和实用价值。针对内热式低温干馏工艺的缺陷,在对陕北地区煤低温干馏技术应用现状实地考察以及低变质煤干馏理论分析的基础上,本文提出了富氧干馏的基本思路和富氧干馏实验方案,并进行了半工业化实验研究。通过对实验数据的处理与计算、物料平衡和热平衡计算,对富氧干馏实验进行分析和讨论,提出了进一步的研究方向和工业化方案。研究表明:在不改变现行低温干馏炉结构的情况下,用富氧空气甚至纯氧气代替空气进行煤内热式低温干馏是完全可行的,在干馏过程中炉况稳定、可调、易控;富氧干馏可大幅度降低煤气中的氮含量,提高有效可燃成分含量,使煤气热值大幅度提高;富氧干馏采用了加大煤气闭路循环量控制干馏温度的方式,使煤气放散量大幅度减少,可以解决目前陕北地区兰炭生产企业煤气产出量大,无法有效利用的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 煤低温干馏技术发展概况
• 1.2.1 国外煤低温干馏技术研究现状
• 1.2.2 国内煤低温干馏技术研究现状
• 1.3 课题研究的背景、意义及内容
• 1.3.1 陕北地区煤低温干馏技术应用现状
• 1.3.2 陕北地区低温干馏技术存在的问题
• 1.3.3 陕北地区低变质煤富氧干馏综合利用的提出
• 1.3.4 课题研究内容
• 2 煤干馏的基础理论
• 2.1 煤干馏
• 2.1.1 煤的干馏过程
• 2.1.2 煤干馏过程中的化学反应
• 2.1.3 煤干馏的影响因素
• 2.2 煤的低温干馏
• 2.2.1 低温干馏产品的性质
• 2.2.2 煤低温干馏工艺设备
• 3 煤富氧内热干馏实验
• 3.1 富氧干馏实验方案
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验步骤和技术要点
• 3.4 实验数据的处理与计算
• 3.4.1 干馏炉主要工艺参数
• 3.4.2 氧气流量
• 3.4.3 煤气成分检测结果
• 3.4.4 煤气热值计算
• 3.4.5 煤气密度计算
• 3.4.6 煤气实际燃烧量
• 4 物料平衡计算
• 4.1 物料平衡收入项计算
• 4.1.1 入炉煤量
• 4.1.2 入炉煤气量
• 4.1.3 入炉空气量
• 4.2 物料平衡支出项计算
• 4.2.1 全焦量
• 4.2.2 焦油量
• 4.2.3 粗苯量
• 4.2.4 氨量
• 4.2.5 全煤气量
• 4.2.6 水量
• 4.2.7 差值
• 4.3 物料平衡
• 5 热平衡计算
• 5.1 热平衡收入项计算
• 5.1.1 入炉煤气的燃烧热
• 5.1.2 入炉煤气的显热
• 5.1.3 入炉空气的显热
• 5.1.4 入炉煤的显热
• 5.2 热平衡支出项计算
• 5.2.1 兰炭带走的热量
• 5.2.2 荒煤气带走的热量
• 5.2.3 水分带走的热量
• 5.2.4 炉体表面散热损失
• 5.2.5 差值
• 5.3 热平衡
• 5.4 影响热平衡的因素
• 5.5 干馏炉的热效率和炼焦耗热量
• 5.5.1 干馏炉的热效率
• 5.5.2 干馏炉的炼焦耗热量
• 6 分析和讨论
• 6.1 煤气成分分析
• 6.2 煤气热值分析
• 6.3 兰炭成分分析
• 6.4 物料平衡和热平衡分析
• 6.5 富氧比的控制
• 6.6 综合分析
• 7 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录