刘彦强

（中海油大同煤制气项目组，山西 大同 037100）

1 低温干馏原理

低温干馏，是煤干馏方法之一，指采用较低的加热终温（500～600℃）使煤在隔绝空气条件下，受热分解生成半焦、低温煤焦油、煤气和热解水的过程。

1.1 煤干馏机理

目前普遍认为煤的干馏过程是自由基反应的过程［2］。煤的干馏首先是弱键受热断裂，主要是-CH2-、-CH2-CH2-、-O-、-S-S-和-CH2-O-等一些与结构单元相连接的桥键发生裂解变成自由基。通过电子顺磁共振的研究发现，在不断的加热过程中，温度达到300℃左右时，煤中就会产生自由基，且自由基的浓度随着温度的升高会不断增多，这个过程与热解低级烃的过程相似，都是按照自由基的链式机理进行的［3］。自由基紧接着与氢结合转变成挥发分，如果反应因缺少氢而不能进行，则自由基之间相互发生聚合生成半焦或者焦炭。

1.2 煤干馏的一般特征

褐煤干馏的大致分为三个阶段，即干燥脱气阶段、第一次受热热分解的阶段和第二次受热热分解的阶段。

1.2.1 干燥脱气阶段

褐煤的干燥脱气发生在常温到300℃附近，褐煤中含有大量的水分，受热时蒸发脱出，大部分水分在温度达到200℃时已经蒸发。一些附着在煤的孔隙中的气体同时脱出，温度超过200℃后，褐煤中发生脱羧基的反应，大量的CO2气体在这个阶段从煤中脱出。部分年轻的褐煤在此过程中由于脱水作用引起煤结构的改变，崩裂导致细微粒度增多，产生大量的煤粉尘。

1.2.2 第一热分解阶段

褐煤在300℃到600℃左右发生剧烈的反应，此阶段为褐煤的活泼分解阶段，褐煤中的大分子结构单元大量分解解聚，生成大量的挥发气体，主要是H2、CO、CH4等可燃性气体，半焦是第一热分解阶段的主要固体产物，另外，焦油也在这个阶段大量生成。……