4.1.2气体热载体工艺

1)COED工艺

COED工艺流程(图3)较复杂，但热效率较高，对煤种适应性好，煤在低压条件下多段流化床中热解，流化气体与煤、焦混合物的流向相反，该过程中煤温度逐渐升高，第1段主要是煤中水分和少部分焦油析出，大部分焦油和热解气在第2、3段析出，第4段通入O2将部分半焦燃烧，产生高温烟气逆流进入前几段，为系统持续提供热量[60]。

2)国富炉

国富炉(图4)由北京国电富通公司开发并投产运行，其热载体为热解煤产生的煤气，适用于褐煤热解，煤破碎后经干燥后进入热解区，干燥区可脱除煤中大部分水，热解段产生的焦油气经旋风除尘、冷凝及净化后收集，焦油产率高、杂质少、能效高[61]。

图3 COED工艺示意Fig.3 Schematic diagram of COED technology

4.2 无热载体工艺

4.2.1 MRF工艺

MRF工艺为我国煤炭科学研究总院北京煤化学研究所研发的多段回转炉热解工艺，此工艺对煤种的适应性强，可根据目标产物灵活调整工艺。破碎后的煤在干燥炉中脱水后，进入回转热解炉中发生热解反应，烟气作为热载体不直接与煤接触，而是将回转炉加热间接为煤提供热量，再将产物分离后得到焦油、煤气与半焦，如图5所示。此工艺产生的含酚废水少，但热效率不高，且易发生堵塞[58]。

图4 国富炉工艺示意Fig.4 Schematic diagram of Kunitomi Furnace

图5 MRF工艺示意Fig.5 Schematic diagram of MRF technology

4.2.2内构件移动床热解工艺

内构件移动床热解工艺由中国科学院过程工程研究所研制(图6)，该工艺通过反应器的中心位置增加了内构件，加热板强化了煤料与高温器壁的传热过程，集气通道改变了热解挥发分的流向，使挥发分逸出后不经历高温器壁和半焦，显著减少了挥发物的二次反应，提高了焦油产率和轻质组分含量，中试试验表明焦油产率超过格金收率的80%[62]。

图6 内构件移动床热解工艺示意Fig.6 Schematic of pyrolysis technology of moving bed with internals

5 结语及展望

本文系统性阐述了低阶煤热解反应机理以及煤阶、粒径、温度、升温速率、热解气氛以及预处理方式对产物特性的影响。结合催化热解对产物定向反应调控的差异，讨论了分子筛、过渡金属化合物、碱金属化合物以及天然矿石催化剂对煤热解的影响。近年来煤热解工艺已经取得了显著成果，但尚面临着诸多问题。基于低阶煤热解工艺的研究现状和最新进展，未来的研究工作重点关注以下方面：

1)低阶煤的热解行为受不同因素影响显著，但由于热解工艺的差异，即使相同条件煤在不同的反应器内热解特性差异巨大，应加强开展“热解条件-热解反应器-热解工艺”的系统性研究，以得到不同热解反应器及工艺的最佳热解条件，为利用热解技术最大化制备高品质油气产物奠定基础。

2)催化热解低阶煤已被证明可提升热解产物的品质，但已有研究中催化剂多是分子筛、金属氧化物等，成本较高，同时在复杂工况下的稳定性、抗毒性也未见系统报道，应加强探究此类催化剂的小试、中试等放大化催化热解试验研究，同时应进一步开发低品位矿石、废弃矿渣等廉价且具有催化活性的材料作为热解催化剂，达到废弃物资源化利用的目的。

3)我国低阶煤的储量巨大且分布广泛，同一地区不同种类、不同地区同一种类以及不同地区不同种类低阶煤的理化性质都有差异，导致其热解特性不同。因此，在未来的研究中应进一步开展对不同地区、不同种类低阶煤热解特性的针对性研究，建立我国低阶煤热解特性的数据库，为通过热解技术高值化利用低阶煤提供理论支撑。

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