焦油氣化是煤的氣化技術中較為關鍵的一步。焦油氣化則可以使焦油在煤氣化過程中裂解並轉化為可燃氣體，實現潔淨燃燒。
煤的氣化會生成粗煤氣在離開氣化爐之前經過乾餾層，使得其含有一定量的焦油和煤粉雜質，焦油在高溫下以氣體的狀態存在，而在低溫下則冷凝成一種非常粘稠的液體。給後續的煤氣淨化、加工、輸送和使用造成了不便。
較高的空氣/蒸汽預熱溫度有利於焦油的裂解，提高了煤氣的熱值和碳轉化率，但煤氣產率降低；氣化溫度的升高使煤氣熱值、碳轉化率和煤氣產率顯著提高，煤氣中焦油含量降低，但過高的氣化溫度使煤氣熱值降低；氣化當量比(ER)和汽碳比對煤氣熱值均有一個適宜區域，增大氣化當量比(ER)和汽碳比的加入量可降低焦油含量；二次空氣的加入有利於焦油的裂解，但二次空氣量加入過多使焦油含量增加，煤氣熱值降低。因此二次空氣量的選擇非常重要。
基本介紹
- 中文名：焦油氣化
- 外文名：Tar gasification
- 套用：煤高效氣化
- 操作對象：焦油
- 目的：降低氣化煤氣中焦油的含量
- 煤的氣化過程：乾燥、乾餾、氣化和燃燒
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簡介
焦油是煤在氣化過程中的必然產物，也是人們最不希望得到的產物，焦油在高溫下以氣體的狀態存在，而在低溫下則冷凝成一種非常粘稠的液體。因此最好能在氣化反應過程中儘可能使焦油裂解掉或能與空氣中的氧氣反應燒掉，以降低所製取的可燃氣中焦油的原始含量。這樣可以收到降低煤氣中焦油含量和提高煤氣熱值及氣化效率的雙重效果。
在一定範圍內，通過對溫度和停留時間的調節可以使焦油的裂解反應明顯加劇，轉化率得到極大的提高。
焦油氣化過程
焦油的形成
在氣化爐中參與反應的煤經歷了乾燥、乾餾、氣化和燃燒幾個過程。焦油生成於氣化過程中的乾餾階段。乾餾是習慣上長期套用的一個傳統名稱，實際是指煤的熱解，熱解是煤受熱後自身發生一系列物理和化學變化的複雜過程。
焦油是製取可燃氣過程中人們最不希望得到的產物，它的存在對氣化系統和用氣設備都產生十分不利的影響，主要體現在以下幾個方面：焦油為高溫煤氣所攜帶，在輸運過程中逐漸冷凝下來，附著於管道內壁和有關設備的壁面上，堵塞管道腐蝕設備，對系統的安全運行造成威脅；焦油為氣化煤氣所攜帶，進入下游用氣設備中，會因氣流夾帶液滴等影響工業爐窯燃燒器、內燃機、燃氣輪機、壓縮機等的安全運行；氣化所產生的焦油約占氣化用煤總能量的3-10%，在很大程度上降低了氣化效率，且焦油在低溫時與可燃氣一起燃燒時，難以燃燒完全，易產生炭黑等，對燃氣利用設備損害嚴重，同時浪費了能源；焦油中許多物質具有致癌作用，如果這些物質被排放到大氣中，就會造成嚴重的環境污染。
焦油有兩個最主要的特點，一是焦油在溫度較高時（>300℃）呈氣態，且在高溫條件下可以分解成永不冷凝的氣體和碳在較低溫度下（<200℃）開始凝結呈液體，而一旦在常溫下冷凝下來，會變得不穩定並聚合。
焦油氣化
由焦油的特性可以看出，如果含焦油的熱解煤氣都能通過高溫區域，而且停留時間足夠長，使氣體中的焦油發生二次裂解或燃燒，可以降低氣化煤氣中焦油的含量。
以裂解焦油為原料生產合成氣，有成本低、生產安全穩定性好、實現了清潔生產等特點。
相關名詞
氣化強度：氣化強度是指單位時間內，爐膛單位面積可消耗多少質量的燃料。不同類型的氣化裝置，氣化強度有所不同。氣化強度的大小既要保證氣化區的溫度足以使焦炭與氣化劑充分反應、水蒸汽分解，得到優質煤氣又不會造成由於爐內局部溫度過高而出現熔渣的危險。
套用
如果以焦油作為氣化爐的原料生產合成氣，進一步生產丁辛醇、甲醇、合成氨、塑膠等眾多高附加值產品，中國乙烯化工行業的裂解焦油深加工利用具有重大的意義。
