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《煤热解机理研究新进展-廖洪强》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷9第期31煤炭转化Voo9N1..年996月1AVNS7ENCOJuLCO99R6IO1煤热解机理研究新进展廖’`’`洪强李文“孙成功李保庆““摘要本文综述了国内外在煤热解机理方面研究的新进展。主要包括新近有关煤热解气、液产品的形成和逸出机理,煤热解过程中表征特性参数的理论与模型(如大分子网络模型、一DVC,FG模型和交联理论)在此基础上提出煤热解机理研究的建议和看法。,,关键词煤热解机理进展中图分类号530.2TQO引言煤的热加工是当前煤炭加工利用的最主要工艺。煤热解机理的研究与煤的热加工技术(如气化、液化、燃烧和碳化)有极
2、为密切的关系。煤热解机理研究的成果将对煤的热加工技术有直接的指导作用。同时,煤热解与煤的结构和组成关系密切,煤热解机理的研究将有助于人们对煤分子结构的进一步认识。此外,煤的热解是一种人工碳化过程,与天然的成煤过程相似,故对煤热解机理的研究有助于对煤化过程的认识。,、,,众所周知煤本身具有复杂性多样性和不均一性煤热解的影响因素繁多这就决定了有关煤热解过程及热解产物生成机理的研究是相当不易的。一百多年来,人们一直为此努力,并。`一5、,先后形成了各自的理论和模型巨〕虽然至今仍无一完整通用的理论和模型但煤热解机理,。的研究已经取得了很大
3、进步特别是最近又有了新的进展1气体逸出机理煤热解的气体产品有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷以及低分子碳氢化合物。其气体产,品的形成通常与特殊官能团的热分解有关可以用最终产物的一级反应动力学模型和活化能,*,**,,*,、,;;;硕士博士助理研究员博士研究员中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验,030001室太原:1995一1一收稿日期019煤炭转化996年1。’一`uuer来精确预测〔污bg等人川利用复合一级动力,。学做了这方面的工作如图1所示Serio等人川利用具有不同活化能分布的复合一级动力学来做这方.干喇帜转组澎
4、湃葬忙ǎ淤址哈à次哄琴,.,面的研究其结果见图2最近国内学者在这方面一,J,dnéùU
5、n的研究有了新的进展。困他们从研究煤热解产生气,o体所发生的化学反应人手引用Hward的多方程,模型思路将煤的热解看成是煤中官能团的平行反,应把单个热解产物的析出过程与自由基的基元反,。应联系起来提出了一个模拟热解气体析出新模型该模型已经被层流曳带流反应器内粉煤快速热解挥发分析出特性实验所证实。2液体形成和逸出机理焦油。片芍丫呀命百汀百汀而访习,,煤热解中液体产品的形成是相当复杂的人们峰温c。,1t。在这方面的认识还有很大的局限性一般认为煤热图
6、Monan褐煤加热至不同解焦:油的形成包括以下几步(1)煤中大分子通过高峰温度的热解产品分布弱的桥键断裂发生解聚作用形成小的碎片组成胶质鱿黑黛老黯髦肥器锡…芯体;(2)胶质体分子再次聚合(交联);(3)小分子化eo、eoZ及HZo)。压力黔一latm衷气灌度:53一摆85;m评均、;(合物通过蒸发对流和气体扩散脱离煤表面`,分浴豁二誊杰气粼蹂含盆探;,i0袱。方(块点)子从煤粒内部通过对流和在非熔融煤孔中的扩散或在熔融煤中靠液相或泡沫传递转移到1000。!煤粒表面膝图分越二。b卡鸯训本麟恻蛆如.热解挥发分产品的获得是由传质。ren
7、tanvanee7过程控制的AddHk仁〕八uu:和sberg等人川的研究表明随着嫉期揪阎坦州呼到翅解划谓州ou少,烟煤表面气体压力的升高热解中焦’仁子矫侧留é一0d,。油产量下降而气体产量增加但对年:,轻褐煤来说气体压力的影响就不那,`r、么明显因为从褐煤中所得焦油量很O卜`一一一州浇户`~一“从、州U乙UqU,。少且焦油中的重组分含量很低后1r曰e~门eeseses~,内二0,-划翅洲并f来人们发现煤热解中焦油传质作用es是有一定限度的。如果外界气压升高,,焦油逸出速度降低这意味着焦油前,2040身在煤粒中的停留时间较长完全
8、允热解时间,m,n几,m,n热解时I司许一个大的基团再聚合成半焦。一旦2UF,图煤的模型预测和实验比较聚合成更稳定的固体物质则焦油前..;;c;温度与失重b甲烷的生成速率焦油和烃类生成速率...身只能通过二次反应将它们分解成更d二氧化碳生成速率跨一氧化碳生成速率;f水的生成速率。小的分子。所以,气体产量增加而焦油第3期廖洪强等煤热解机理研究新进展产量下降。焦油的传递机理可以用把焦油产量作为煤粒度和压力的函数来解释。-uube等人r圈从焦油在煤粒g表面的蒸发过浑架一尸一1ù-.引进焦油分子量)和通过气相层的扩散(引进压力)两方面来为
9、“(焦油产量随压力的增大而减小”建立模型。这个模型存在:的主要问题是煤粒表面的低分子化,...合物很快耗尽而内部液体又不能很快}.不202530。,oon了呢;6了K)`SUOK)(100K、`3:弓3K)补充到表面去为此sfom等人工作.阳川’`
