煤熱解工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

劉俊杰，武瑞瑞，袁 悅，黃 超

（西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710065）

煤炭在世界能源供應(yīng)中有著不可替代的地位，我國的能源儲存情況為富煤、缺油、少氣。2017年，我國能源的總消費(fèi)中，煤炭占比在60%以上[1-2]，但其中80%以上都是被直接燃燒，煤炭的利用率低，同時也帶來了污染物排放嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致的環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)、酸雨以及霧霾天氣的形成等。因此，提高經(jīng)濟(jì)效益和改善環(huán)境問題的首要任務(wù)，是對煤炭進(jìn)行充分利用[3-4]。

與直接燃燒相比，熱解是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要技術(shù)之一[5-6]。利用煤炭的結(jié)構(gòu)特征和組成來制取油氣資源的轉(zhuǎn)化過程被稱為煤熱解技術(shù)。。煤熱解后可以得到煤焦油、半焦和可燃性氣體。其中煤焦油是BTX（苯、甲苯和二甲苯）的主要來源，利用它可制取高熱安定性和密度的優(yōu)質(zhì)航空煤油；熱解半焦通常被用來制備水煤漿、型焦及活性炭，還可以作為清潔的發(fā)電燃料；可燃性氣體通過分離、富集等過程可以制得合成氣，也可以直接作為燃料氣[7-9]。然而，煤焦油的收率直接關(guān)系到煤熱解工藝的經(jīng)濟(jì)效益，因此進(jìn)一步提高煤的熱解效率，并得到高收率和優(yōu)質(zhì)的熱解油，是當(dāng)下煤熱解技術(shù)開發(fā)的目標(biāo)。

1 煤炭熱解過程

工業(yè)上將煤炭的熱解稱作干餾技術(shù)，是指在隔絕氧氣的條件下將煤炭加熱至一定的溫度，隨著溫度升高，煤炭將會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，從而釋放出大量的有機(jī)質(zhì)，最終形成熱解半焦、熱解焦油和熱解氣等產(chǎn)物[10]。……