煤的慢速熱解

對(duì)熱解進(jìn)行研究的方法有許多種，如在一個(gè)固定床或流化床中揮發(fā)分的析出、熱重分析(TGA)法和差熱分析(DTA)法等。用來評(píng)價(jià)揮發(fā)分和炭的產(chǎn)出量和組成的較古老的方法之一是Fischer和Schraderc803在1920年所述的方法，這種方法至今仍以Fischer評(píng)價(jià)法的名稱而被廣泛使用。

選擇了用炭的干燥無灰基工業(yè)分析揮發(fā)分份額與碳化溫度的關(guān)系線圖;文獻(xiàn)將在900℃和在給定碳化溫度下煤的失重的差值與碳化溫度作圖，用以表示試驗(yàn)結(jié)果與900℃這一任意選定的溫度下煤的熱解特性的關(guān)系。用一些英國(guó)煤在實(shí)驗(yàn)室碳化罐內(nèi)，在氮?dú)饬髦兴鎏蓟囼?yàn)的結(jié)果與碳化溫度的關(guān)系。煤粉磨機(jī)屬于煤粉制備設(shè)備，在煤粉制備工藝流程中是必不可少的。雖然隨著煤品級(jí)的提高使其發(fā)生明顯分解的溫度也升高了，但這些曲線最終匯合成一條曲線。發(fā)生這種情況時(shí)的溫度是煤的一個(gè)特性溫度，稱之為匯合溫度。匯合溫度鞏隨煤的工業(yè)分析揮發(fā)分變化的情況如圖3.25所示。從該圖中的直線可讀得煤的一個(gè)碳化溫度，當(dāng)高于該溫度時(shí)，由一個(gè)特定的煤種所得的揮發(fā)分量即可用一個(gè)通用的關(guān)系式算出，而不再需要對(duì)該種煤有一個(gè)特定的關(guān)系式。文獻(xiàn)[-83-]建立了一個(gè)通用關(guān)系式，以匯集很多不同煤的數(shù)據(jù)：

需要指出的是，雖然是對(duì)許多不同類型的煤試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，但是如果在一般意義下使用它則需小心，并且不要用于450℃以下。

慢速熱解的動(dòng)力學(xué)可以分成兩個(gè)階段：一次熱一解階段，在此階段揮發(fā)分的主體，特別是煤焦油和高。

分子成分析出二次熱解階段，這是由一些主要產(chǎn)生旅氫氣的慢速反應(yīng)組成的。第二階段反應(yīng)是非常慢的，囂可能持續(xù)許多小時(shí)。需要強(qiáng)調(diào)的是，雖然大部分研究者都按照大大簡(jiǎn)化了的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的假定從其熱解試驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出了活化能，但在碳化條件下所得到的數(shù)據(jù)不是煤中揮發(fā)分的初始析出量，而是熱解的總體性可能發(fā)生的許多反應(yīng)。對(duì)于這樣一系列的復(fù)雜反應(yīng)，活化能在化學(xué)上是否有意義是有疑問的。此外，把活化能的概念用于固態(tài)反應(yīng)是否有意義這一點(diǎn)在本質(zhì)上說也不明確。

熱解過程中的另一個(gè)重要方面是反應(yīng)熱。差熱分析通常指明了過程包括一系列吸熱和放熱反應(yīng)，因此被廣泛地用以研究這個(gè)問題。但是要以毫不含糊的方式解釋這些結(jié)果則是困難的。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)試驗(yàn)誤差與測(cè)量的反應(yīng)熱相比是較大的。研究表明，與焦化過程產(chǎn)生的總熱量相比，熱解反應(yīng)熱可以忽略，熱解過程大致上是既不吸熱也不放熱的。

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