煤热解的相关概况

1、汇报 马力 2015年10月4日 第一部分： 褐煤的基本性质 第二部分： 褐煤的提质改性 第三部分： 褐煤低温热解基本理论 第四部分： 高斯软件在化学中的应用 目录 第一部分： 褐煤的基本性质 褐煤煤化程度仅高于泥煤的精煤。一种介于泥 炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。由于 它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。含碳量60 77，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40。 无胶质层厚度。热值约为23.0-27.2兆焦/千克 （5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相 对密度1.21.45。 煤是一种煤化程度最低的矿产煤。褐煤水分大， 挥发成分高(40%),含游离腐植酸，空气中易风

2、化碎 裂，燃点低（270左右）。 1.1 关于褐煤的利用现状 （1）燃烧发电 直接燃烧发电，但是高水分的褐煤提高了发电成本，所以把褐 煤制备为水煤浆是一种新型的燃烧利用方法，这种方法极大的 提高了燃烧效率，并且燃烧温度低，尾气有害成分少，有良好 的经济效益和环保效益。 1.1 关于褐煤的利用现状 （2）褐煤气化 褐煤气化是指以褐煤为气化原料，以O2(包括空气、富氧和纯 氧)或水蒸气为气化介质，以最低程度的氧化，将褐煤中的C, H元素转化为CO，H2等可收集利用的气体。 褐煤气化分两个步骤:首先发生初步热解生成半焦、焦油及煤气， 然后进行焦炭的气化反应，产生大量煤气。褐煤气化可用于生 产城市煤气

3、、管道煤气，为化工合成提供原料气，用于合成氨、 尿素、甲醇和烃类的中间产物，还可以为冶金工业提供还原气 和燃料气。 1.1 关于褐煤的利用现状 （3）褐煤液化 利用化学方法将褐煤转化成可利用的液体产品的过程称为褐煤 液化，其主要工艺分直接液化和间接液化两大类。直接液化法 是目前使用最普遍的褐煤液化的方法。褐煤煤化程度低，H/C 比较高，碳含量相对高阶煤来说较低，其结构单元中有丰富的 梭基、拨基、氧桥和亚甲基，具有较高的液化活性，是适宜液 化的煤种。 1.1 关于褐煤的利用现状 （4）褐煤热解 褐煤热解是在惰性气体中对褐煤进行加热干馏，其产品有半焦、 煤气和煤焦油。半焦有着极为广泛的用途，是很好

4、的煤化工原 料，可以应用在气化和发电领域，同时还可用于活性炭的制备， 也可制成型焦用于冶金行业。褐煤热解可以得到多种产品，硫 氧化物和氮氧化物的排放量都很低，可实现煤的综合清洁利用。 第二部分： 褐煤的提质改性 目前，国内外褐煤改性加工技术归纳起来大体可分为干燥脱水 改性技术、成型改性技术、热解改性技术三大类。 （1）干燥脱水改性技术 褐煤干燥脱水技术有很多，大致可以分为机械脱水、蒸发脱水 和非蒸发脱水3类。 （2）成型改性技术 褐煤成型工艺较多，主要可分为有粘结剂冷压成型和无粘结剂 热压成型两大类。 （3）热解改性技术 热解改性即在隔绝空气(或在惰性气体中、或在氢气气氛中)的 条件下将褐煤加

5、热，在高温作用下，褐煤发生分解，生成焦油、 煤气、焦炭或半焦产品。 第三部分： 褐煤低温热解基本理论 褐煤低温热解是指褐煤在隔绝空气或惰性 环境中，在500-650的温度区间，持续加热 升温的条件下发生的一系列化学和物理变化， 在这一过程中，化学键的断裂是最基本的行为， 主要产物是半焦、煤焦油和煤气。 3.1 褐煤热解过程 煤颗粒被加热，在颗粒内部的热分解反应 将产生挥发分和半焦一次热解反应，主要为 气体（H2，CO，CO2，H2O,CH4和小分子碳氢 化合物）液体产物。 第三部分： 褐煤低温热解基本理论 3.1 褐煤热解过程（续） 煤颗粒释放出的由热解产生的一次挥发分 在颗粒间的高温中发生热

6、裂解反应成为二次裂 解。二次热解中，一次挥发分进一步转变成为 气体和固体形态的焦炭。 3.2 褐煤热解影响因素 褐煤热解过程受众多因素的影响，主要可以分为两类：一是原煤性质， 如煤种、煤的粒径和煤的组成及含量等；二是热解反应条件，如加热速率、 停留时间、热解终温和热解压力等。 热解国内外工艺 第四部分： 高斯软件在化学中的应用 分子构型的优化 基态(Ground state) 激发态(Excited state) 反应过渡态(Transition state) 能量计算 基态和激发态能量 化学键的键能 电子亲合能和电离能 化学反应途径和势能面 第四部分： 高斯软件在化学中的应用 光谱计算 IR光谱（Infrared Radia