煤化工工艺学
第一章 绪论
1.化学工业;(1)石油化工(2)氯碱化工(3)煤化工(4)天然气化工(5)精细化工 2.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工;煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体和固体燃料以及化学品的过程 3.煤化工包括;(1)炼焦化学工业{煤的中高低温干馏}(2)煤气工业(3)煤制人造石油工业(4)煤制化学品工业(5)煤加工制品工业
4.中国能源现状，多煤，贫油，少气
5.煤的种类，根据煤化作用可以分为，泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤
6.从煤加工过程区分，煤化工包括煤的干馏，气化，液化和合成化学品等
7.煤化工分类及产品示意图
第二章 煤的低温干馏
1.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(炼焦，焦化)
2.按加热温度的不同分类(1)低温干馏{500?-600?}(2)高温干馏{900?-1100?}(3)中温干馏{700-900?}
3.低温干馏的特点(1)仅是加热过程(2)常压操作(3)不用加氢，不用氧气 4.煤的性质，物理性质;孔隙率，粒度，机械强度。化学性质;水分;灰分{完全燃烧后的余物};挥发分{煤在隔绝空气加热后溢出的物质，(煤气，煤焦油)}固定碳(FC)灰熔点(1000-1700?)，反应性
5.煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质，干馏炉结构和加热条件
6.焦油产率(6,-25,)半焦产率(50,-70,)煤气产率(80-200)
7.半焦的用途(1)民用和动力用煤(2)炼铁(3)生产冶金型焦
8.低温干馏煤焦油是黑褐色液体，主要成分;轻酚萘洗蒽沥
9.低温煤焦油用途(1)制取液体燃料(2)提取酚{制药，塑料，合成纤维}(3)生产表面活性剂和洗涤剂
10.煤气密度0.9-1.2?/，用途(1)民用煤气(2)化工原料气(3)发电
11.干馏产品的影响因素(1)原料煤性质;煤化作提高，焦油量下降，煤气减少，半焦产率提高(2)加热条件，低温时焦油多，煤气少，甲烷多，高温时相反(3)加热速度;加热速度提高，半焦减少，焦油增加，煤气减少(4)压力压力提高，半焦增多，焦油减少，煤气提高
12.干馏炉的供热方式(1)外热式(2)内热式
13.内热式低温干馏与外热式相比，优点(1)热载体向煤料直接传热，热效率高，低温干馏耗热量低(2)所有装入料在干馏不同阶段加热均匀，消除了部分料块过热现象(3)内热式炉没有加热的燃室或火道，简化了干馏炉结构，没有复杂的加热调节设备。缺点(1)只能用块煤(2)降低了煤气质量(3)不适合处理黏结性较高的煤块
14.由于加煤和煤料移动方向不同，低温干馏炉分成(1)立式炉(2)水平炉(3)斜炉(4)转炉
15.沸腾床干馏炉，煤料:粒度小于6?的粉煤，沸腾目的;加热均匀，强化传热 16.气流内热式炉，煤料;块度为20-80?的不黏结性煤
17.鲁奇三段炉;(1)干燥段(2)干馏段(3)焦炭冷却段
18.立式炉;原料煤要求;有一定的黏结性，块度
19.固体热载体干馏工艺，优点;外热式干馏炉传热慢，生产能力小。气流内热式炉只能处理块状煤料，粉煤流化床干馏装置的干馏气态产物中混入惰性气体，降低了煤气质量。采用固体热载体进行煤干馏，加热速度快，载体与干馏气态产物分离容易，单位设备生产能力大，焦油产率高，煤气热值高，适合粉煤干馏
20.托考斯工艺，热载体-瓷球，适于非粘结性和弱黏结性煤的低温干馏，黏结性煤需要先氧化破黏
21.ETCH粉煤快速热解工艺，热载体-粉焦，原料煤-褐煤
22.鲁奇鲁尔煤气工艺。热载体-热半焦
23.中国褐煤干馏试验，热载体-半焦，煤种-褐煤，粒度0-5? 焦油产率有极值温度，低于极值温度时焦油产率随温度升高而增加，高于极值温度时，随温度升高而降低，干馏煤气产率均随干馏温度提高而增加
24.适于低温干馏加工的煤，褐煤，长焰煤和高挥发分的不粘结煤等低阶煤
第三章 炼焦
1.煤在焦炉内隔绝空气加热到1000?左右，可获得焦炭，化学产品和煤气，此过程称为高温干馏，简称炼焦
2.煤气用途，燃烧，发电，合成氨，尿素，肥料
焦炭用途，高炉炼铁(供热燃料和还原剂)铸造，气化，电石和有色金属冶炼。化学产品，
TX(粗苯)酚 萘 蒽 沥 硫酸铵，吡啶碱，B
3.焦炭分类(1)高炉焦(2)铸造焦(3)铁合金焦(4)有色金属冶炼用焦
4.成焦过程;(1)干燥预热阶段(小于350?)(2)胶质体形成阶段(350-480?)软化，膨胀(3)半焦形成阶段(480-?)固化，收缩(4)焦炭形成阶段(650-950?) 5.没有粘结性的煤不能形成胶质体，镜质组结焦性好，丝质组和惰性组不能形成胶质体 6.炉墙和焦饼温度是由火道温度决定的，芳烃最适宜温度为700-800?
7.配煤的意义;降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，提高化学产品产率 8.炼焦用煤;焦煤，肥煤，气煤，瘦煤以及中间过渡性牌号煤类构成的
9.焦炭质量，可燃性好，发热值高，化学成分稳定，灰分低，硫和磷等杂质少，粒度均匀，机械强度高，耐磨性好及有足够气孔率
10.化学成分(1)灰分Ad,灰分越低越好(2)馏分(3)挥发分-焦炭在一定温度下，隔绝空气加热，溢出物质减去水分的质量(4)水分，2-6, 水分不稳定，引起高炉的 炉温波动 ，增加结焦时间按;消耗额外热量;影响粘结率(5)碱性成分
11.焦炭强度，耐磨强度M10(7-8,)粒度小于10?的焦粉所占总质量分数 抗碎强度M40(70-80,)
12.在高炉冶炼中希望焦炭反应性要小，反应强度要高
13.影响焦炭反应性的因素，(1)原谅的性质(2)炼焦工艺的因素(3)高炉冶炼条件 14.焦炉的组成及用途，三大室，四大车
炭化室-煤干馏的场所;燃烧室-煤和空气燃烧为炭化室提供热量的地方;蓄热室-回收燃气室废气的热量来预热空气和贫煤气;加煤车-从煤塔取出一定的煤料，起送煤料的作用;导焦车-将焦炭转移到熄焦车;熄焦车-将冷却的焦炭卸至焦台;焦台-储焦，散热 15.现代焦炉的生产目的;练的优良焦炭，获得多的煤气和焦油副产物
16.常用焦炉(1)下喷式焦炉(2)中国JN60-87J焦炉(3)分段燃烧式焦炉(4)大容积焦炉
17.现行焦炉生产的主要缺点;在于用炭化室炼焦，煤料加热速度不均匀，煤料堆密度在炭化室的上下方向有差异，故所得焦炭的块度，强度，气孔率和反应性都不均匀 18.该进方法(1)在煤料中加入炼焦煤{合理配煤}目的;增加焦炭的强度(2)煤破碎优化目的;改善炼焦用煤的堆密度
19新工艺;(1)捣固煤炼焦(2)成型煤(日本)
捣固煤优点，提高煤粉碎细度而不降低焦炉生产能力，捣固与预热联合炼焦与湿煤捣固相比优点，大大改善了焦炭质量，块焦率增加5,，原料煤便宜，生产成本低，焦炉生产能力大。成型煤特点;(1)成本低(2)焦炭灰分少(3)焦炭质量高，增产铁和焦炭(4)增加设备，投资增加、
20.煤料的预处理(1)煤的干燥，去除水分，50-70?(2)煤的预热;提高装煤量，去除馏分150-200?
21.干法熄焦;利用惰性气体将赤热焦炭冷却，得到的热惰性气体加热锅炉发生蒸汽，降了温的惰性气体，再循环使用
22.干法熄焦的优缺点;优点(1)提高热效率(2)回收热能且焦炭质量高(3)无污水及有害气体 缺点，装置复杂，技术要求高，基建投资大，操作耗电多
23.湿法熄焦，优点，简便 缺点(1)耗用大量熄焦用水，污染环境(2)损失能量 24.焦炭处理
25(干熄焦与煤预热联合的特点是能量综合利用。
26. 煤干燥可用立管式流化加热法、沸腾床、转筒加热法。
27. 焦炉加热用燃料:焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气、脱氢焦炉煤气。
28(燃烧过程三阶段:煤气和空气混合;将混合物加热到着火温度;空气中的氧和煤气中的可燃成分起化学作用。
29. 焦炉中传热的三种方式:传导、辐射、对流传热。
30. 蓄热室传热:格子砖在加热期从废气吸收热量，在冷却期将热量传给冷气体。格子砖是热量的传递者，实际进行换热的是废气和空气或贫煤气。蓄热室的作用类似换热器。 31.耐火砖:硅砖导热性能好，但耐急冷急热性能差。黏土砖抗急冷急热性能良好。 32.二氧化硅的三种结晶形态:石英、方石英、磷石英。
33.焦炉烘炉的目的:1.去除水分。2.有利于晶形转变。
34.型焦工艺:非黏结性煤通过加压成型，制成具有一定形态、大小和强度的成型煤料，进一步制成型焦。
35.按煤料成型挤压条件为(1)冷压成型{1，无粘结成型2.加粘结剂成型}(2)热压成型{1.气体热载体成型2.固体热载体成型}热载体为1.热废气，2.高温无烟煤粉，焦粉或矿粉
第四章 炼焦化学产品的回收与精制
1.炼焦过程析出的挥发性产物，简称为粗煤气。
2.粗煤气由煤气、焦油、粗苯和水构成。
3.影响粗煤气组成和产率的主要因素:炼焦温度、二次热解作用。
4.在低温干馏焦油中含有带长侧链的环烷烃和芳烃，高温炼焦的焦油则多为多环芳烃和杂环化合物的混合物。低温焦油的酚馏分含有复杂的烷基酚混合物，而高温焦油的酚馏分中主要为酚、甲酚和二甲酚。低温干馏煤气中几乎没有氨，而炼焦煤气中氨含量为8~12克每立方米。
5.炼焦化学产品回收的目的和意义:1.除去有害物质，便于输送煤气;2.经济效益，变废为宝;3.环境效益。
6.回收方法:焦油和水:冷凝和冷却;化学产品:吸收法。
7.粗煤气初步冷却的目的:将焦油和氨水进行分离。方法:沉降。
8.氯化铵难水解，加热时不分解，称固定铵。易水解的碳酸氢铵以及氰化铵，加热时可分解，称挥发氨。
9.煤气冷却采用管壳式冷却器，有立管式和横管式。
10.煤气输送的目的:提高压头，减少阻力损失。
11.煤气输送设备:离心式鼓风机和罗茨鼓风机。
12.煤气脱焦油雾的目的:脱除焦油蒸汽。设备:电补焦油器。
13.煤气除萘的目的:防止管道和设备堵塞。方法:冷却冲洗法和油吸收法。
14.氨和吡啶回收的目的和意义:1.氨水解吸，排入大气，形成污染;2.形成腐蚀性较高的物质;3.氨燃烧生成NO，污染环境;4.影响粗苯的吸收，阻碍油水分离。
15.氨和吡啶的回收原理:1.氨和吡啶易溶于水，用水吸收;2.氨和吡啶具有碱性，用酸吸收。
16.饱和器法:吸收剂是硫酸。缺点是生产的硫酸铵颗粒小。