煤催化热解.pptx

煤的催化热解1煤的催化热解及工艺发展煤的催化热解及工艺发展史1.2发展史简介2（工艺）：
1.2.1传统固体热载体煤热解工艺
1.2.1.1Garret工艺
Garret工艺最初由美国Garrett研究与开发公司开发，后来与西方石油公司共同对原工艺进行改进和发展。将煤粉碎至200目以下，用高温半焦（650~870℃）作为热载体。将煤粉在2秒钟内加热到500℃以上，由于停留时间很短，有效防止焦油的二次分解。产品收率与性质取决于煤的种类，产油的最佳温度范围是560~580℃，600℃以上产油量逐渐减少产气量逐渐增大。1.2.2TOSCOAL工艺
TOSCOAL工艺是美国油页岩公司开发的用陶瓷球作为热载体的煤炭低温热解方法，其工艺流程如下 图11.2.1.2TOSCOAL工艺1.2.1.3LR工艺工艺流程为：煤经螺旋给料器进入导管,导管中通入冷的干馏煤气使其流动并送入干馏炉,煤与循环热半焦一起在机械搅拌的干馏炉中混合,干馏温度为480～590℃,产生的半焦一部分用作燃料,一部分被循环使用,煤气与焦油蒸气进入分离系统进行分离。。该工艺利用部分循环半焦与煤进行热交换,而且燃烧热解气体用于煤的干燥,因此整个过程具有较高的热效率。但由于大量焦渣颗粒被带入焦油中,焦油中固体颗粒物含量高达40%～50%,给焦油的加工和利用带来了困难;同样,使用粘结性煤会因焦油和粒子的凝集而引起故障;该工艺采用机械搅拌对煤和热半焦进行混合,磨损和设备放大等方面存在问题大连理工大学开发的DG工艺主要由煤干燥及提升、半焦流化燃烧及提升、煤焦混合、煤干馏、焦油及煤气的回收系统等部分组成,其工艺流程如图3所示其工艺流程为：。将小于6mm的粉煤与用作热载体的半焦在螺旋式混合器中混合,煤焦混合物被送入干馏反应器完成干馏反应。热解半焦在提升过程中加热,通过半焦储槽后进入反应器循环使用。所用原料为灰分17%～32%、热值4500kcal/kg的低质褐煤,生产热值为16～18MJ/m的中热值煤气,同时获得干煤量30%～40%的半焦和2%～3%的优质低温焦油。1.2.2.1热、电、煤气三联产工艺 循环流态化碳氢固体燃料的四联产工艺由中科院化工冶金研究所提出其工艺流程图如图5所示该工艺流程为：。粉状固体燃料与来自循环流化床的高温循环灰在固固混合器中迅速混合并升高温度,然后进入下行管,固体混合物在下行管内向下流动的同时固体燃料进行热解,析出挥发分。气固混合物随后被送入气固分离器快速分离,气相产物经冷凝器降温后可得到焦油和煤气,而固相半焦和循环热灰继续下行,通过固体返料机构送回循环流化床锅炉内燃烧,热解半焦作为锅炉的热源产生蒸汽供热和发电。煤热解过程中的温度区间煤热解过程中的温度区间煤热解过程中的温度区间3煤热解催化剂的类型及特性根据研究过的催化剂的组成可将催化剂分为3类：单体金属盐或氧化物催化剂；复合催化剂；可弃催化剂，包括煤中的矿物质、工业废液、废碱等。国外：Wood等通过实验研究发现，对煤和焦炭催化气化而言，碱金属碳酸盐催化剂的相对催化活性随碱金属的相对原子质量的增加而降低，其催化活性从大到小的顺序依次为：Li2C03、Na2C03、K2C03、Cs2C03。
Franklin等发现含钙的矿物质作为煤气化催化剂可以降低产物中焦油的含量，认为钙对煤中的羟基具有催化裂解作用。

对于过渡金属：Tomita等与Ohtsuka等分别用Ni盐作为催化剂进行煤催化气化，发现在较低的温度(500oC左右)下表现出非常高的催化活性；Silva等以氧化钼和碳酸钾为催化剂进行CO2气化，发现氧化钼在较低的温度(500℃左右)下表现出较好的催化活性。但是Ni和Mo作为催化剂代价高，且在500—600℃时很容易因硫中毒而失活。铁作为廉价的催化剂被研究得较多，Asamil等研究了铁对褐煤的催化作用，其研究表明，铁催化剂可以使煤气化的温度降低120℃，而且铁催化剂可以在较短的反应时间里使褐煤完全气化；铁作为催化齐对设备没有腐蚀，且添加量少(铁在煤中的质量分数小于1％)；但是铁催化气化的温度不低于800℃，且容易硫中毒。复合催化剂国外：kyurtlu等以K2SO4和FeSO4。的混合物为催化剂对匹兹堡HVA煤焦进行蒸汽气化时能够使煤焦的转化率达到很高的值。转化率与催化剂中所对应的K、Fe原子的物质的量之比有关，当催化剂中K、Fe原子的物质的量之比为9时，K2SO4与FeSO4的混合物的熔点达到最低值，煤气化转化率达到最大值。K2SO4和FeSO4混合催化剂价格便宜，对甲烷选择性好，煤中的硫对催化剂并无影响。Carrazza等¨副深入地研究了以氢氧化钾和过渡金属氧化物的混合物为催化剂对石墨的催化气化过程，发现这些催化剂显示了协同作用，它们的混合物的催化作用比单种催化剂的催化气化效率高。Yeboah等口