【《煤的热解过程分析综述》1700字】

PAGE第页，共页PAGE2煤的热解过程分析综述目录TOC\o"1-3"\h\u14328煤的热解过程分析综述 151231.1煤的热解 1196081.2热解的分类 1126501.3煤热解的过程 2146441.1.1无机硫(FeS2)的变迁规律 364671.1.2有机硫(Char-S)变迁规律 31.1煤的热解煤的热解，也被人们称之为煤的干馏。煤的热解或干馏作为一种煤的加工手段，是指煤在某些特定的条件下进行加热操作，通过设定不同的反应温度，会发生一系列的物理变化以及一些化学变化，通过这些变化和反应，最终会生成气体(主要生成物为煤气)、液体(主要生成物为焦油)、固体(主要生成物为半焦或焦炭)等相关产物[16]。煤的热解，实际上是当煤中的一些大分子处于温度较高时，其分子中的一部分的连接强度较为弱的键会由于高温而产生断裂，在这些键断裂之后，会形成一部分的比较轻的气体和一部分的焦油。煤的热解过程会随相关因素的变化而发生一定变化，如反应时间、反应压力、煤颗粒的大小、以及一些相关添加剂的影响都会造成结果的不同。1.2热解的分类根据不同的热解条件和方法，煤的热解可以粗略分为以下几类：(1)按热解温度：当热解温度为500-700摄氏度时，可称之为低温热解，低温热解的目的主要是获得一定量的焦油[17]；当热解温度为700-1000摄氏度时，可称之为中温热解，中温热解的目的主要是获得一定量中热值煤气；当热解温度为1000-1200摄氏度时，可称之为高温热解，高温热解的主要目的是获得一定量的高强度的冶金焦；当热解温度超过1200摄氏度时，为超高温热解。(2)按加热速度：当加热速度为1K/s时，称之为慢速热解；当加热速度为5-100K/s时，称之为中速热解；当加热速度为500-1000K/s时，称之为快速热解；当加热速度超过1000K/s时，称之为闪速热解。(3)按热解环境：根据热解环境的不同，可以分为一般热解(惰性气氛)、加氢热解和催化加氢热解三种情况。(4)按固体颗粒与气体在反应床内的相对运动状态：根据不同的运动状态，可分为固定床热解、流化床热解、移动床热解、气流床热解和落下床热解等。(5)按反应器内的压力：根据不同的反应压力，可分为常压热解和加压热解。1.3煤热解的过程煤的热解过程可以分成三个阶段：热解阶段一：当煤的热解温度为室温-300摄氏度时，此时热解处于干燥脱气阶段，在干燥脱气阶段中，参与热解的煤的外形几乎不改变。在这一阶段中，煤在120摄氏度以前会完成脱水反应，当温度升高至大约200摄氏度时，此时煤中的甲烷、二氧化碳和氮气等气体的脱除大致完成。温度升高至200摄氏度以上时，此时烟煤会由于高温而发生内部的脱羧基反应，约300摄氏度时开始热解反应。热解阶段二：当煤的热解温度为300-600摄氏度时，这一阶段煤的热解主要以煤的解聚反应和煤的分解反应为主，并在此过程中形成半焦，并在生成半焦的过程中会生成大量的挥发物。当温度升高至350摄氏度时，烟煤会由于高温开始出现软化、熔融、流动和膨胀，最终达到固化状态，此时会出现许多特殊现象，并形成一种由三相共存的胶质体，分别是气、液、固[18]。当温度升高至450摄氏度左右时，此时的焦油排出量最大，在450-600摄氏度时，气体析出量达到最高点。煤气成分主要由气态烃和CO、CO2等构成；焦油主要由芳香和稠环芳香化合物等构成。在500-600摄氏度时，烟煤会形成胶质体，且其会逐渐分解、缩聚，最终固化形成半焦。但由于煤化程度低，褐煤仅发生激烈分解，在分解过后会析出大量的反应气体和焦油，并形成粉状半焦。热解阶段三：当煤的热解温度为600-1000摄氏度时，主要反应为缩聚反应，此时上一阶段的半焦逐渐转化为焦炭。在该阶段中，由于煤热解产生焦油生成量非常少，挥发分主要是煤气(氢气和甲烷)，这一热解过程又被我们称为煤的二次脱气过程。在热解过程中，由半焦到焦炭的转化过程，由于煤的体积在热解过程中会逐渐缩小，导致焦炭本身密度在不断地增加，导致最终形成具有一定强度的煤炭碎块。而褐煤由于煤化程度低，最终形成粉状焦粉。研究发现，相较于在惰性气氛热解和还原性气氛热解中进行的煤的脱硫反应，氧化性气氛热解下的效果更加好。1.1.1无机硫(FeS2)的变迁规律在富氧气氛中，黄铁矿硫和无机硫化物可以被氧化，最终生成硫酸盐硫以及部分金属氧化物，反应主要的方程式如下：FeS2+O2→FeS+FeSO4+Fe2(SO4)3+SO2+Fe2O3FeS+O2→FeSO4+Fe2(SO4)3+Fe2O3+SO2上述反应过程可以在350-400摄氏度的温度下进行，同时Fe2(SO4)3会发生如下反应：Fe2(SO4)3→Fe2O3+3SO3此反应在