1.本发明涉及干馏技术领域，具体涉及一种煤的干馏热解工艺。
背景技术：2.半焦是干馏煤的一种，俗称干馏煤。是弱黏煤，不黏煤，褐煤干馏的产物。在煤储量中占相当的比例。由于煤碳的特点，不能制造冶金焦。
3.干馏煤生产工艺原理是将块煤在炭化炉内干馏，在干馏过程中所产煤气，经冷却、洗涤后，形成副产品-煤焦油。其产品干馏煤具有高固定碳、低灰、低硫、低磷、低水、电阻率高、反应性好，块度和强度适中，高化学活性等特点，在化学还原反应中，能起到催化剂的作用。目前广泛应用于矿热电炉、铁合金、电石、活性炭、合成氨和民用无烟燃料等领域，尤其在电炉反应中能起到降低电耗，节约能源，增加产量，降低铝含量，提高产品质量，是电石产品的主要生产原料，具有成本低、产油多、效益高、应用广的优点。
4.目前，现有干馏工艺制备得到的干馏煤和煤焦油产量较低，而且干馏过程中能耗较大，导致成本较高。
5.有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺采用低温干馏热解，能够对煤进行充分干馏热解，提高了干馏得到的干馏煤和煤焦油产量，此外，该干馏热解工艺采用低温干馏热解，并能够降低能耗。
7.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
8.本发明第一方面提供一种煤的干馏热解工艺，所述干馏热解工艺包括如下步骤：
9.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
10.(b)将煤颗粒进行干燥，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒置于500～650℃环境下进行干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
11.(c)将干馏煤浸泡于煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
12.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中水煤气的混合气进行净化处理，得到煤焦油和煤气。
13.优选地，所述步骤(a)中，原料煤的质量控制参数如下：
14.水分12.2％～14.22％、灰分8.32％～9.95％、挥发分32.3％～34.98％和含硫量0.24％～0.28％。
15.优选地，所述步骤(b)中，干燥温度为80～400℃，干燥时间为2～10min。
16.优选地，所述步骤(b)中，干馏热解具体包括现在500～550℃下进行第一次干馏热解，再在600～650℃下进行二次干馏热解。
17.优选地，所述步骤(d)中，净化处理包括：
18.采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和剩余气体，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，而煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
19.优选地，所述干馏煤的化学成分如下：固定碳75.5％～80％、灰分19％～23％、挥发分1.5％～5.0％、s 0～0.3％和p 0.01％～0.003％。
20.优选地，所述煤气中包括如下组分：
21.氢气11％～14％、甲烷16％～19％、一氧化碳9％～11％、二氧化碳8％～9％、氮气46％～52％和氧气0.6％～0.9％。
22.优选地，所述煤焦油中230～270℃馏分含量为10％～12％；270～300℃馏分含量为8％～11％；300～360℃馏分含量为30％～38％；360℃以上馏分含量为38％～42％。
23.优选地，所述干馏煤的产率不低于65％。
24.所述煤焦油的产率不低于8.3％。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
26.本发明干馏热解工艺通过对煤参数以及干燥、干馏热解参数的控制，能够对煤进行充分干馏热解，显著提高了干馏煤和煤焦油产量，此外，该干馏热解工艺采用低温干馏，并能够降低能耗。
27.此外，本发明制备的煤气经除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料；实现了资源的充分利用。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
29.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
30.实施例1
31.本实施例为一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺包括如下步骤：
32.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
33.(b)将煤颗粒在300℃干燥6min，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒在500℃下进行第一次干馏热解，再在600℃下进行二次干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
34.(c)将干馏煤浸泡于浓度为3％的煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
35.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中的水煤气的混合气，采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
36.实施例2
37.本实施例为一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺包括如下步骤：
38.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
39.(b)将煤颗粒在200℃干燥10min，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒在550℃下进行第一次干馏热解，再在650℃下进行二次干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
40.(c)将干馏煤浸泡于浓度为8％的煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
41.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中的水煤气的混合气，采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
42.实施例3
43.本实施例为一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺包括如下步骤：
44.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
45.(b)将煤颗粒在300℃干燥8min，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒在520℃下进行第一次干馏热解，再在630℃下进行二次干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
46.(c)将干馏煤浸泡于浓度为5％的煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
47.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中的水煤气的混合气，采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
48.实施例4
49.本实施例为一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺包括如下步骤：
50.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
51.(b)将煤颗粒在300℃干燥8min，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒在450℃下进行第一次干馏热解，再在630℃下进行二次干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
52.(c)将干馏煤浸泡于浓度为5％的煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
53.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中的水煤气的混合气，采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
54.对比例1
55.本对比例为一种煤的干馏热解工艺，该干馏热解工艺包括如下步骤：
56.(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；
57.(b)将煤颗粒在300℃干燥8min，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒在600℃下进行干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；
58.(c)将干馏煤浸泡于浓度为5％的煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；
59.(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中的水煤气的混合气，采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。
60.实验例
61.1、选择原料煤，并检测原料煤参数，具体如表1所示：
62.表1原料煤煤质参数
[0063][0064]
将上述原料煤分别按照实施例3的干馏热解工艺方法进行干馏处理，然后，分别得到干馏煤、煤焦油和煤气，然后，对得到的干馏煤、煤焦油和煤气成分进行分析，分析结果如表2、表3、表4所示；
[0065]
表2不同煤焦油的分析结果
[0066]
[0067][0068]
表3干馏煤化学成分
[0069]
组分固定炭灰分挥发分spwt％75-8218.0-23.01.5-5.0≤0.30.01～0.003
[0070]
表4煤气成分
[0071]
成份h2ch4coc
mhn
co2n2o2q(kj/nm3)含量(v％)12.817.610.20.88.449.40.87500
[0072]
2、将上述原料煤分别用实施例3～4以及对比例1的干馏煤工艺进行干馏，分别计算干馏煤和煤焦油的产率，计算结果如表5所示：
[0073]
组别干馏煤(％)煤焦油(％)实施例368.79.8实施例462.38.2对比例156.97.4
[0074]
由表2可知：
[0075]
本技术干馏热解工艺能够更好的提高煤干馏过程中干馏煤和煤焦油的产率；更好的用于工业生产；此外，本发明制备得到的干馏煤和煤焦油符合相应规定标准。
[0076]
本发明干馏热解工艺通过对煤参数以及干燥、干馏参数的控制，能够对煤进行充分干馏，显著提高了干馏得到的干馏煤和煤焦油产量，此外，该干馏热解工艺采用低温干馏，并能够降低能耗。
[0077]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
技术特征：1.一种煤的干馏热解工艺，其特征在于，包括如下步骤：(a)将原料煤进行破碎筛分，收集粒度为20～120mm的煤颗粒；(b)将煤颗粒进行干燥，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒置于500～650℃环境下进行干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；(c)将干馏煤浸泡于煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；(d)将步骤(b)中的水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及步骤(c)中水煤气的混合气进行净化处理，得到煤焦油和煤气。2.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述步骤(a)中，原料煤的质量控制参数如下：水分12.2％～14.22％、灰分8.32％～9.95％、挥发分32.3％～34.98％和含硫量0.24％～0.28％。3.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述步骤(b)中，干燥温度为80～400℃，干燥时间为2～10min。4.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述步骤(b)中，干馏热解具体包括现在500～550℃下进行第一次干馏热解，再在600～650℃下进行二次干馏热解。5.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述步骤(d)中，净化处理包括：采用喷洒氨水的方式将混合气降温至60～70℃，得到冷凝混合液和煤气，冷凝混合液经油水分离得到煤焦油和氨水，氨水循环使用，煤气依次经电捕除焦油器和螺旋板捕雾器除焦油雾滴后一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气送至镁合金石灰窑系统作煅烧石灰的燃料。6.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述干馏煤的化学成分如下：固定碳75.5％～80％、灰分19％～23％、挥发分1.5％～5.0％、s 0～0.3％和p 0.01％～0.003％。7.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述煤气中包括如下组分：氢气11％～14％、甲烷16％～19％、一氧化碳9％～11％、二氧化碳8％～9％、氮气46％～52％和氧气0.6％～0.9％。8.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述煤焦油中230～270℃馏分含量为10％～12％；270～300℃馏分含量为8％～11％；300～360℃馏分含量为30％～38％；360℃以上馏分含量为38％～42％。9.根据权利要求1所述的干馏热解工艺，其特征在于，所述干馏煤的产率不低于65％；所述煤焦油的产率不低于8.3％。
技术总结本发明公开了一种煤的干馏热解工艺，所述干馏热解工艺包括将原料煤进行破碎筛分，收集煤颗粒；将煤颗粒进行干燥，收集水蒸气和干燥煤颗粒，再将干燥煤颗粒进行干馏热解，收集干馏煤气和干馏煤；将干馏煤浸泡于煤气洗涤循环水中进行冷却，收集水煤气和冷却干馏煤，再将冷却干馏煤进行烘干，即得干馏煤；将水蒸气、干馏煤气和干馏过程中加热产生的废气以及水煤气的混合气进行净化处理，得到煤焦油和煤气。本发明干馏煤工艺能够对煤进行充分干馏热解，显著提高了干馏得到的干馏煤和煤焦油产量，此外，该干馏热解工艺能耗低，且制备煤气一部分喷入煤层用于加热原煤，一部分用于烘干干馏煤，剩余煤气作为燃料，实现了资源的充分利用。实现了资源的充分利用。
技术研发人员：杨瑞才 李艳萍 孙宝林
受保护的技术使用者：宁夏佳宁科技有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
