煤的工艺性质.pptVIP

第四节 煤炭气化与燃烧的工艺性质 与煤炭气化、燃烧有关的工艺性质，主要包括煤的发热量、煤与气化介质的反应活性、煤的着火点、煤的机械强度、煤灰性质（灰熔点）、煤的热稳定性等。这里主要介绍煤的机械强度、二氧化碳反应性。 第六十一页，共八十三页。 用上述方法如何具体计算煤热解动力学参数及如何揭示烟煤热解规律，作一简要介绍 A. 动力学参数的计算 在热天平上可以测定煤热解失重，即脱挥发分数量。下图是依兰长焰煤热解失重曲线 非等温动力学研究 第二十九页，共八十三页。 第三十页，共八十三页。 第三十一页，共八十三页。 第三十二页，共八十三页。 第三十三页，共八十三页。 第三十四页，共八十三页。 第三十五页，共八十三页。 第三十六页，共八十三页。 第三十七页，共八十三页。 数据可见，低煤化度煤(从褐煤至肥煤)的热解反应是分段进行的，而高煤化度煤(从焦煤至瘦煤)的热解反应是按一段进行的。 (2)活化能与指前因子关系。根据不同烟煤煤种实验得到的动力学参数，对活化能E与指前因子A进行关联，有线性关系，如图9—9所示。 (3)持征温度与煤化度的关系。由固9—5和图9—6可以看出，煤热解初姑温度to、峰温tp、主要热解结束温度tr对不同煤化度的煤，其值是不同的，如表9—4所示。 第三十八页，共八十三页。 第三十九页，共八十三页。 2.1 粘结性烟煤热解过程 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 温度 析出焦油 析出煤气 软化 固化 收缩→形成裂纹 熔融、流动、膨胀 干煤 胶质体 半焦 焦炭 挥发相变化 固相变化 三个阶段：干燥脱气 活泼分解 二次脱气 过程本质： 解聚、分解 缩聚为主 煤都是这样 ？ 脱水 脱气 第四十页，共八十三页。 煤热解中的主要化学反应 ● 煤的热解中的裂解反应 ● 煤热解中的缩聚反应 ● 一次热解产物的二次热解反应 第四十一页，共八十三页。 ●结构单元之间的桥键断裂生成自由基碎片； ●脂肪侧链受热易裂解，生成气态烃，如：CH4﹑C2H6等； ●含氧官能团的裂解，含氧官能团的热稳定性顺序为： －OH C=O —COOH －OCH3。 羧基热稳定性低，200℃就开始分解，生成CO2和H2O。羰基在400℃左右裂解生成CO，羟基不易脱除，到700—800℃以上，有大量羟基存在，可氢化生成H2O。含氧杂环在500℃以上也可能断开，生成CO。 ●含硫官能团的断裂：脂肪硫；噻吩硫形成H2S ● 煤中低分子化合物的裂解，是以脂肪化合物为主的低分子化合物，其受热后，可分解成挥发性产物。 煤热解中的裂解反应 第四十二页，共八十三页。 一次热解产物的二次热解反应 C2H6 →C2H4＋H2 ● 裂解反应，如 ●脱氢反应 ，如 ●加氢反应 ，如 ●缩合反应 ，如 ●桥键分解 ，如 -CH2- ＋ H2O→CO ＋ 2H2 第四十三页，共八十三页。 煤热解中的缩聚反应 ●胶质体固化过程的缩聚反应，主要是在热解生成的自由基之间的缩聚，其结果生成半焦。 ●半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭。缩聚反应是芳香结构脱氢。苯、萘、联苯和乙烯参加反应。 第四十四页，共八十三页。 第三节 炼焦工艺性质煤的粘结性 第四十五页，共八十三页。 胶质体的性质 ●胶质体的热稳定性（温度间隔 ） ●胶质体的透气性 ●胶质体的流动性 ●胶质体的膨胀性 ●胶质体的概念 第四十六页，共八十三页。 粘结性和结焦性 ●定义：煤的粘结性是指烟煤在干馏时产生的胶质体粘结自身和/或惰性物料的能力。煤的结焦性是指单种煤或配合煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下（一定的升温速度、加热终温等），粘结成块并最终形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。 ●研究煤的粘结性和结焦性的意义： 煤的粘结性是评价烟煤能否用于炼焦的主要依据，也是评价低温干馏、气化、或动力用煤的重要依据。 煤的粘结性的评定方法 第四十七页，共八十三页。 煤的粘结性的评定方法 煤炼焦工艺性质指标的测定 ： ●测定胶质体的数量和质量－胶质层厚度，基氏流动度、奥亚膨胀度； ●测定焦炭外形－葛金焦型、坩埚粘结特征、自由膨胀指数；  ●测定胶质体粘结惰性物质的能力－罗加指数、粘结指数、焦渣特性指数指数等。 第四十八页，共八十三页。 罗加指数R.I. ●测定：将试验煤样粉碎到粒度小于0.2mm，称取1g该煤样与5g标准无烟煤（Ad 4%，Vdaf 7%，粒度为0.3～0.4mm，我国规