CN1069680C - 一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法 - Google Patents

一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法 Download PDF

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Abstract

一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法，以褐煤及烟煤为原料，加入一定的废塑料通入惰性气体或焦炉煤气，进行煤热解及焦化，所得产物中焦油含量增大，水份减少。本发明具有成本低、焦油收率高、水含量降低、回收废物减少污染等优点。

Description

一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法
本发明属于一种煤转化技术，具体地说涉及一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法。
煤加氢热解是介于气化与液化之间的第三条煤转化技术，该工艺以煤为原料，以纯氢为反应气，采用加压热解的方法最大限度地从煤中获取焦油作液体燃料和化工原料，同时得到低硫半焦作洁净固体燃料。但由于该工艺以纯氢作反应气成本较高，加之制氢过程复杂又增加了投资费用。寻找廉价富氢气氛代替纯氢进行加氢热解以降低成本和投资费用成为加氢热解发展方向之一。人们开发了煤-焦炉气共热解的方法，该方法是利用含氢60％的焦炉气代替纯氢进行加氢热解以降低其成本及投资费用，仍以煤为原料，以焦炉气为反应气，采用传统加氢热解工艺与炼焦工业相结合的方法可降低成本约2/3。但是，与相同总压的加氢热解相比，煤-焦炉气共热解焦油收率降低，而水分有所增加，这又成为煤-焦炉气共热解工艺的缺点。
本发明的目的是提供一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法。
本发明的目是这样实现的，以褐煤及烟煤为原料，加入一定的废塑料通入惰性气体或焦炉煤气，进行共热解或焦化，所得产物中焦油含量增大，水份减少。
其制备方法如下：
(1)将煤与废塑料按煤∶废塑料=1∶0.01～0.1(重量比)进行混合，
(2)混合后通入惰性气体或焦炉煤气，在0.1-5MPa压力下，以升温速率为2-25℃/min的升温速度升温至400-800℃，恒温10min。
如上所述的煤为褐煤或烟煤。
如上所述的废塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
本发明的优点是成本低、焦油收率高、水含量降低、回收废物减少污染。
实施例1
10g先锋褐煤与0.5g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min。结果煤热解(扣除废塑料自身热解所产焦油量)焦油收率增加7.75％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低2.15％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的36.5％和11.86％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例2
10g先锋褐煤与0.5g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以25℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min。结果煤热解(扣除废塑料自身热解所产焦油量)焦油收率增加3.5％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低1.3％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的30.25％和8.52％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例3
10g先锋褐煤与0.5g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以5℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min。结果煤热解(扣除废塑料自身热解所产焦油量)焦油收率增加8.56％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低2.75％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的40.6％和15.2％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例4
5g兖州烟煤与0.25g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加7.52％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低1.9％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的28.96％和20.32％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例5
5g兖州烟煤与0.25g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为5MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加5.2％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低1.3％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的25.3％和18.5％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例6
5g兖州烟煤与0.25g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为0.1MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加8.9％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低2.2％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的32.5％和25.8％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例7
5g兖州烟煤与0.10g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加4.82％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低1.47％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的18.56％和15.72％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例8
5g兖州烟煤与0.25g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到450℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加3.54％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低0.32％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的6.7％和3.5％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例9
5g兖州烟煤与0.25g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到550℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加5.65％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低0.53％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的5.8％和8.4％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例10
5g兖州烟煤与0.25g聚丙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加1.26％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低0.63％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的4.85％和6.74％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例11
5g兖州烟煤与0.5g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率净增加6.4％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低0.7％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的30.20％和4.20％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例12
4g兖州烟煤与0.2g聚乙烯混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的N2，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率增加4.1％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低1.3％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的20.2％和55.8％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。
实施例13
5g兖州烟煤与0.25g聚氯乙烯(脱氯)混合加入固定床反应器通入压力为3MPa，流量为1L/min的焦炉煤气，以10℃/min的升温速率加热到650℃，恒温10min，结果煤热解焦油收率增加0.53％(与不加废塑料的原煤热解结果相比)，热解水分降低0％，增加的焦油量及降低的水分分别占焦油及水分总量的2％和0％(均为干燥无灰基煤的重量百分数)。

Claims (3)

1．一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法，其特征在于：
(1)将煤与废塑料按煤∶废塑料=1∶0.01～0.1(重量比)进行混合，
(2)混合后通入惰性气体或焦炉煤气，在0.1-5MPa压力下，以升温速率为2-25℃/min的升温速度升温至400-800℃，恒温10min。
2．根据权利要求1所述的一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法，其特征在于所述的煤为褐煤或烟煤。
3．根据权利要求1所述的一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法，其特征在于所述的废塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯。
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