煤化工-14d.pdf

2.6 煤的热转化工艺研究 2.6.1 煤的热解研究 概念: 煤的热解是指煤在隔绝空气条件下被加热至较高温度而发生的包括一系列物理变 化和化学反应的复杂过程。在这一过程中将发生交联键的断裂以及初始热解组分 的二次反应，最终生成气体 （煤气）、液体 （焦油）和固体 （半焦或焦炭）三种 产物。除“热解”这一名称外，还有“热分解”和“干馏”也常被采用。 2.6.1.1 煤的热解工艺 按照不同的工艺特征有多种分类方法： 按热解气氛可分为惰性气氛热解、非催化加氢热解和催化加氢热解; 按加热速度可分为慢速 （3K/s～5K/s ）、中速 （5K/s～100K/s）、快速 5 5 （500K/s～10 K/s ）、闪速 （大于10 K/s ）热解; 根据热载体的类型可分为固体热载体、气体热载体和气固热载体热解三种; 根据煤粉在反应器内的浓度分布状况可分为密相床和稀相床热解; 按照固体物料的运动状态可分为固定床、流化床、夹带床、回转窑等热解; 按照反应器内压力的高低可分为常压和加压热解。 20:15 20:15 2.6.1.2 煤热解发生的变化 ①第一阶段 （室温～300℃）外形没有变化 ，脱水、脱气； t120℃脱水； t=200℃左右脱气 （CH4、CO2、N2）发生 脱羧基反应； t→300℃开始热裂解。 ②第二阶段 （300～600℃） 以解聚和分解反应为主，煤粘结成半焦。析出焦油，产生煤气； t→300℃开始软化，有煤气和焦油析出； 450℃左右析出焦油最大量； 450～600℃气体析出量最多，主要为热解水、CO、CO 、和CH 等。 2 4 ③第三阶段 （600～1000℃） 半焦变成焦炭阶段，以缩聚反应为主； 挥发分主要是煤气：CO、CO 、H ； 2 2 t700℃，煤气主要是氢气； 从半焦到焦炭，析出大量的煤气，使半焦挥发分降低，焦炭的密度增加，体积收缩，形成碎块。 ④石墨化阶段 若将温度提高到1500℃以上，用于生产石墨、炭素材料。 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 20:15 2.6.1.3 煤的热解的试验研究方法  工业分析  热重分析仪  热网法  流化床反应器  夹带床反应器  居里点热解器  回转炉反应器  固定床反应器 20:15 热重分析仪 20:15 Thin Teflon gasket Current terminal 热网法装置图