煤化工工艺学复习重点
第一章
1. 煤化工:以煤为原料经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料和化学品的过程。
2. 比重和容重:煤的比重又称煤的的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比口煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
第二章
1、煤干馏:煤在隔绝空气的条件下,受热分解成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程称为煤干馏(或称炼焦或焦化)。
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3、低温干馏产品:半焦、煤气、焦油
4、干馏产品的影响因素:原料煤、加热终温、加热速度、压力
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5、干馏供热方式:
1) 外热式(由护墙外部传入热量)
2) 内热式(借助热载体传热,载体和煤料粗直接接触)
第三章
1、炼焦
煤在焦炉内隔绝空气、加热到1000℃左右、可获得焦炭和化学产品和煤气的过程(又称高温干馏、炼焦)。
2、成焦过程
a) 3500C:煤干燥预热阶段
b) 350一4800C:胶质体形成阶段
c) 480一6500C:半焦形成阶段
d) 650一9500C:焦炭形成阶段
3、粘结性:干馏时粘结本身与惰性物的能力,指炼焦时形成熔融焦炭的能力(经过胶质体生成块状半焦的能力)。
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4、黏结性与结焦性关系:黏结性好是结焦性好的前提及必要条件(结焦性好的煤其黏结性一定好)
5、提高钻结性的方法:提高膨胀压力、控制粒度、隋性成分细碎、黏结形成分不宜过细、
增大加热速度、增加堆积密。
6、气体析出途径
(1)里行气(10%左右)
①形成与两胶质体之间,不可能横穿过胶质体,只能上行进入炉顶空间,这部分气本称为里行气。
②没有经历二次解热作用;含大量水蒸气,含煤一次热解产物〔主要CH4及其同系物,还有H2, CO2, CO及不饱和烃等)
(2)外行气(90%左右)
①产生胶质体外侧〔由于胶质体固化和半焦热解产生大量气态产物)沿焦饼 裂缝及炉墙与焦饼间隙进入炉顶空间,此部分气体称外行气
②经过高温区,经二次热解作用,二次热解产物〔主要H2,及少量CH4 )。
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7、合理配煤的优势 1、提高焦炭质量 2、扩大炼焦煤源,合理利用煤炭资源
3、增加炼焦化学产品产率等
8、配煤的工业分析
①水分〔一般<10%,焦化厂8%-10%〕
②灰分〔配煤灰分<12%,焦炭灰分<15%)
③挥发分(中国生产配煤挥发分Vdaf一般25%-32%)
④硫分(配煤<1.0%,一般焦炭<1.0 %-1.2 % )
9、焦炭的用途:(1)高炉炼铁 (2)铸造用焦 (3)气化用焦 (9)电石焦
焦炭化学成分: ①灰分住要成分是SiOz和Al2O3 ②挥发分 ②硫分
④水分(一般为2%一6%) ⑤碱性成分(K2O,Na2O)
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10、焦炉主要部分构成(三大室): ①炭化室 ②燃烧室 ③蓄热室
11、焦炉附加机械(四大车)
①加煤车:顶装的加煤车设在炉顶,其作用是煤塔中取出一定重量的煤料,通过炭化室顶
部装煤孔泄入炭化室内。
②推焦车:炭化室装煤完毕后,落在室内为锥形,由推焦机的平煤杆将煤推平;打开,清扫与关闭机侧的炉门,将成熟的焦炭从炭化室从机侧推到焦侧的导焦车上。
③导焦车:拦着从炭化室出来的焦炭落到熄焦车上,并打开,清扫与关闭焦侧炉门
④熄焦车:接受推出的炽热焦炭,运到熄焦塔内,将炽热焦炭熄灭,然后卸在凉焦台冷却。
12、焦炉炉型:(
1)按火道结构形式不同 a:双联火道 b:二分式 c:过顶式
(2)按加热煤气种类不同 a:单热式焦炉 b:复热式焦炉
(3)按煤气入炉方式不同 a:下喷式焦妒 b:侧入式焦护
13、捣固炼焦:
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方法:利用高挥发分弱粘结性或中等粘结性煤为炼焦煤的主要配煤组分,将配合煤在入炉
前在捣固机内捣实成略小于炭化室的煤饼后,从焦炉机侧推入炭化室内的炼焦方法。
原理:目为通过付煤粉的捣固,使炼焦煤堆密度增加,有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。
14、干法熄焦基本原理:利用冷的惰性气体将赤热焦炭冷却。
15、计算题P53
16、焦炉的传热包括三种方式:传导传热,对流传热,辐射传热
火道传热:主要是辐射传热、对流传热
煤料传热:主要靠传导传热,同时也伴随着一定的对流传热和辐射传热
蓄热室和焦妒外表面传热:主要是辐射和对流传热
17、焦炉耐火砖:常用的有硅砖,粘土砖,高铝砖,镁砖等
18、型焦:采用非炼焦煤为主体的煤料生产焦炭。
第四章
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1、粗煤气:炼焦过程中析出的挥发性产物〔由煤气、焦油、粗苯和水构成)
氨:吡啶、喹啉等在高于600℃始于粗煤气中出现。
2、回收与精制的目的以及意义:
①有害于煤气的利用和输送的物质 ②经济效益 ③环境效益
3、回收与精制流程
半负压流程:
鼓风机:给子煤气一定输送动力,机前为负压〔抽吸),机后为正压(加压)。
鼓风机位置:初冷之后,电捕焦油器之前。
4、流程中的氨水
a:两部分氨水
循环氨水:集气管喷洒用的循环氨水(有70%-80%为难水解的氯化铵称固定氨)
冷凝氨水:初冷器冷凝氨水(有80%-90%为易水解的碳酸氢按等称挥发氨)
5、焦油和氨水分离的意义
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①循环氨水中不应有焦油和固体颗粒,否则堵塞喷嘴。
②焦油精制加工若有水存在,将增大耗热量,增大设备容积、阻力。
③焦油中固体颗粒,破坏沥青质量,焦油渣沉积影响设备操作。
6、煤气除萘意义
萘:易结晶,堵塞管路和设备
7、回收氨的方法
磷酸吸收法(无水氨的生产)
硫酸吸收法(硫酸胺的生产)
8、粗苯回收方法 1)洗油吸收法9、粗苯吸收影响因素:
1) 吸收温度
2) 洗油相对分子量及循环量
3) 洗油相对分子量及循环量
2)吸附法 3)加压冷冻法
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4) 吸收面积
5) 压力
10、加氢精制目的:获得苯、甲苯、二甲苯等纯产品。
13、粗苯组成:
1) 苯及其同系物
2) 不饱和化合物
3) 硫化物(噻吩位主要的)
11、粗苯精制流程包括
1) 初步精馏:使低沸点化合物和高沸点含硫化合物分开;
2) 化学精制:把粗苯主要组分沸点范围内含硫化合物和不饱和化合物脱除;3) 最终精馏:得到合乎标准的纯产品。
12、硫酸法精制
(1)化学反应:
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①不饱和物聚合反应
②磺化脱噻吩反应
③烷基化脱塞吩
16、加氢精制
鲁奇法(采用 Co-Mo催化剂)
(2) K.K法(催化剂选用Ni-Mo及Co-Mo
(3)莱托法(Litol法)(采用三氧化二铬为催化剂)
5.1.1 煤气化原理 概念
5.2.1-5.2.3 煤的气化方法
5.3.2 水煤气制气原理 间歇法制造水煤气(6个循环)5.3.4 加压气化原理(鲁奇炉)
5.3.6 气化过程物料衡算
5.5.5 德士古气化法
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6.1.1-6.1.2 F-T合成概念 原理
6.2.4 合成甲醇反应器
7 直接液化概念
7.4 加氢液化的影响因素(除催化剂)
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