煤的热解与成焦机理课件.pptVIP

2.煤的热解过程中的化学反应3.煤热解动力学5.影响焦炭强度的主要因素

?煤的热解定义?9.1.1煤的热解过程可分为三个阶段：9.1煤的热解过程（1）第一阶段（室温到350－400℃）。从室温到活泼热分解温度，为干燥脱气阶段。褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，约300℃开始热解反应。烟煤和无烟煤的原始分子结构仅发生有限的热缩合作用。120℃前主要脱水，约200℃完成脱气（CH、CO和N）。422（2）第二阶段（Td－550℃）。活泼分解，以解聚和分解反应为主，生成和排出大量挥发物（煤气和焦油）。烟煤约350℃开始软化，随后是熔融、黏结，到550℃时结成半焦。（3）第三阶段（550－1000℃）。又称为二次脱气阶段。半焦变成焦炭，以缩聚反应为主。析出的焦油量极少，挥发份主要是煤气。

9.1.2煤的差热分析(DTA)（1）基本原理（2）煤的差热图谱分析（见图9-2）（a）150℃左右的吸热峰（b）350-550℃范围的吸热峰（c）750-850℃范围的放热峰三个明显的热效应峰与煤热解过程化学分析的三个主要阶段是一致的。

9.2煤热解过程中的化学反应9.2.1有机化合物的热裂解（1)键离解能、均裂和异裂a.定义b.具体类型（2）有机化合物化学键键能的一般规律见下表

C－HC－C435410CH－CH3683563473513353843015023933101769622059332CH－C－CH－CH33377733337397异－CH－CH37381叔－CH－CH37435HC＝CH－CC＝CHCH－CH2223427CH＝CH252CHCH－H326～347393CH＝CH－CH36522CHCHCH－HCH＝CHCH－CH＝CH6522222CH－H448CH＝CHCH－CHCH＝CH1072222CHCH－H318CH≡CH1072C芳＝C芳（共）C－C（芳）原子芳CH－CH381368CH－OH44839365365CH－CHCH－NHCH－CH26424319715910546CH－NO259359377356213201247222429416652365CHCH－CH5CH－OCH6522653CHCH－CHCH5CH－O－CH653266565(CH)CH－CHCH5CHCO－CH652266565(CH)CH－CH(CH)CHCH－SC2652365341434742316765653106752CHCH－CHCH=CH2H－CHS652244

9.2.2煤热解过程的主要化学反应（1）煤热解中的裂解反应1）桥键断裂生成自由基2）脂肪侧链裂解3）含氧官能团裂解4）低分子化合物的裂解（2）一次热解产物的二次热解反应1)裂解反应2）脱氢反应3）加氢反应4）缩合反应5）桥键分解

（3）煤热解中的缩聚反应1）胶质体固化过程的缩聚反应2）半焦到焦炭的缩聚反应

9.3脱挥发分动力学9.3.1等温研究1）Δw–t曲线2）反应动力学方程K=1/t*ln（a/(a-x))

9.3.2非等温研究（程序升温研究）TG-DTG曲线

反应动力学模型和动力学参数的求取一级反应模型，动力学方程为：A为频率因子，E为活化能，R为气体常数，x为煤的转化率对该式进行线性回归，由回归的斜率和截距可分别求得活化能和频率因子。