流化干馏工艺现状及技术发展.pdf

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1、第36卷第6期东北电力大学学报Vo1．36，No．62016年12月JournalOfNortheastDianliUniversityDec．．2016文章编号：1005—2992(2016)06—0007—07流化干馏工艺现状及技术发展张立栋，王子嘉，李伟伟2，王擎，秦宏，李少华3(1．东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012；2．华能巢湖发电有限责任公司，安徽巢湖238015；3中国大唐电力科学研究院，北京102206)摘要：流化床反应器因具有高传热传质效率，床层温度均匀等特点而在工业中具有广阔的应

2、用前景，针对不同的干馏原料与工艺需求，国内外进行了一系列研究并开发出了多样化的流化干馏技术，部分技术已成功应用于生产。对目前主要的6种流化干馏技术类型进行了对比分析，并对流化干馏技术未来的发展趋势进行了展望。流化干馏未来的主要发展方向将是大型化、多联产化，降低运行能耗并解决除尘困难与设备磨损问题。关键词：流化床；干馏；现状；趋势中图分类号：TP29文献标识码：A随着全球油气资源的日渐枯竭以及油气燃料需求的迅速增长，通过干馏制取油气资源替代产物的技术受到了越来越多的重视。目前干馏技术主要被应用于加工煤炭、生物质、油页岩

3、来制取焦油、煤气、半焦等多种产物。对应于不同的干馏原料和目标产物，不同国家和地区干馏工艺种类繁多。按固体物料在干馏过程的运动状态不同，可分为固定床干馏、移动床干馏、流化床干馏三种。流态化是流体向上通过床层从而使床层中固体颗粒具有一般流体性质的现象。在现代工业中，有许多粉末或颗粒固体参与的工艺过程，流态化技术能将固体颗粒如流体一样进行输送，从而简便的实现大规模连续加工，而且流化状态下颗粒间隙增大，气相与固相接触增加，所以流化状态下床体内温度均匀且气固相间有很高的传热传质效率，使得流态化技术在多个行业中具有明显优势]。1

4、922年，Winkler在粉煤气一固流化床气化工艺中最早使用了流化技术，尽管技术不完善且当时石油的大规模使用而很快中断，但这次尝试使得人们对流态化技术在工程应用中的优势和发展前景有了更为深入的认识。此后，国内外对于完善流化于馏技术进行了诸多研究，我国最早的流态化研究是1948年汪家鼎院士对褐煤流态化低温于馏的研究。迄今为止，世界各地开发出了多种各具特色的流态化干馏技术，其中一部分已经成功投入了商业化生产，流化干馏技术正处于一个快速发展完善的阶段一。1流化干馏技术的特点流化干馏与固定床或移动床干馏相比具有诸多优势，使用

5、不同反应器进行干馏的具体技术特征对比，如表1所示。收稿日期：2016—04-12基金项目：教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT13052)；吉林省自然科学基金(20150101033JC)；吉林市科技计划项目(201464044)；吉教科合字资助的课题(2o15—237)作者简介：张立栋(1980一)，男，山东省泰安人，东jE电力大学能源与动力工程学院副教授，博士，主要研究方向：油页岩综合利用及电厂设备优化．8东北电力大学学报第36卷总体上，流态化技术应用在干馏中的优势主要体现在适合连续操作，产物均匀，床层温度均

6、匀、传热效率高，使得原料在干馏炉内的停留时间短，有效防止了焦油发生二次裂解焦化，进而有效提高了油收率。同时，流化干馏技术普遍存在能耗较大、装置易磨损、除尘困难、净化系统与分离系统易堵塞、结构复杂难以大型化等弊端，这也是流化干馏技术难以投入正式生产的主要原因。2流化干馏工艺进展2．1煤炭流化干馏工艺2．1．1CSIRO工艺CSIRO工艺由澳大利亚的联邦科学与工业研究院开发，该干馏装置由进料系统，流化床反应器，回收净化系统3部分组成。使用氮气作为流化介质，反应器中床层为0．3mm-1mm大小的砂粒，煤粉在反应器中完成停留

7、时间小于0．5s的快速干馏，离开反应器的气体通过旋风分离器使半焦分离，旋风分离器保持在约350℃来确保焦油不会冷凝，然后气体经过冷却器进入电捕焦油器，分离出焦油并回收收集J。流化床干馏工艺流程图，如图1所示。1一给煤器；2一加热器；3-注射探针；4-气体预热器；5-电加热器；6-干馏炉；7-旋风分离器；8-半焦仓；9-凝气器；10-除尘器图1CSIRO工艺流程图2．1．2清华大学流化床气一固热载体干馏工艺清华大学提出了基于流化床的气一固热载体干馏工艺。该干馏技术是热半焦作为固体热载体，干馏过程中生成的煤气作为流化介质

8、与气相热载体，完成快速加热干馏而制取轻质半焦、焦油、煤气。褐煤经破碎筛分为0．5mm-6mm进入干燥床干燥，粒径小于0．5mm部分进入燃烧床燃烧。干燥后的褐煤与燃烧床产生热半焦混合进行流化干馏，干馏产生的挥发分从干馏室的顶部排出，经过旋风分离器进入净化系统冷却除尘，粗分离后获得煤气和焦油。部分煤气返回到干馏室中作为流化床的流化介质及热载体，剩余