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煤化工工艺学论文

资源、环境和人口是当前困扰人类社会发展的三大问题，这三大

问题与能源都有密切的关系。迄今为止，我国能源一直是以煤为主的

多元化结构。

煤化学工业是以煤为原料，进过化学加工实现煤综合利用的工业，

简称煤化工。煤化工包括炼焦化学工业，煤气工业，煤制人造石油工

业，煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。这里我们对煤化工

工艺学里的煤的低温干流坐详细的论述。

一、煤的低温干馏概念

煤的低温干馏是除了煤的直接液化和间接液化意外，由煤制取清洁燃

料的又一最为可行的技术路线。通过煤的低温干馏不仅可以获得洁净

的液体和气体燃料，而且可以得到清洁的固体燃料及固体或液体化学

品，同时从根本上实现了煤的分级和梯级深加工和利用，是发展循环

经济和低碳经济的最佳技术途径之一。

二、焦化工业历史与革新

随着焦化工业的快速发展，中国也成为世界焦炭生产、消费及贸

易大国。中国第一座机械化焦炉建于20世纪20年代，自50年代开

始，自主设计，建设的焦炉成为产业发展的主流。陕北兰炭产业的起

源可追述到上世纪八十年代中期，神府东胜煤矿开始建设，由于运输

困难，煤炭加工利用的水平较低，为了提高煤的附加值，当地老百姓

发明了堆烧生产兰炭的方法。由于生产工艺简单，投资小，产品应用

领域广、价值高，因此，土法兰炭厂在本地得到了迅猛发展。

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三、煤的干馏过程与干馏产物的应用

1、煤的干馏过程

干馏是指煤或油页岩等固体燃料在隔绝空气条件下进行加热分解成

气、液、固三相产物的过程。按照干馏终温的不同，煤的干馏一般分

为以下三类:

1)低温干馏干馏温度：500-700℃，主要产品为煤气、焦油和半焦；

2）中温干馏干馏温度：700-900℃，主要产品为城市煤气生产；

3）高温干馏干馏温度：1000℃左右，主要产品为焦炭。

当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到

200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软

化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至

400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～

550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于

550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦

失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形

成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热

焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物。

2、煤干馏产物

煤干馏的产物主要是煤炭、煤焦油和煤气。

煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主

要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温

干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高

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温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率

低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏

过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。

高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳香烃、杂环化合物

的混合物，是工业上获得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温

焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。

3、干馏产物的利用

1）煤气的利用

煤气可作为工业燃料气用于冶金、建