煤的熱分解

煤的熱分解

煤被加熱到足夠高的溫度時開始熱分解，產生煤焦油和被毪為揮發分的氣體。揮發分是可燃性氣體、二氧化碳和水蒸氣的混合物。可燃性氣體中除了一氧化碳和氫氣外，主要是碳氫化合物，還有少量的酚和其它成分。

近幾十年來，煤的熱分解研究是世界上十分活躍的研究領域之一。這不僅由於熱分解是煤的燃燒過程的一個重要的初始過程，對著火有極大的影響，也因為它是煤的其它轉換過程如氣化、液化、精煉等的重要步驟，同時與汙染物的形成也有密切的聯係。僅就燃燒來說，熱分解的影響大致有兩個方麵：

(1)直接作用：揮發分的釋放一方麵造成煤粒質量的直接消耗，同時這些釋放出來的揮發物質會在氣相環境中或煤粒表麵燃燒，產生的熱量或者使環境氣體溫度升高，或者使煤粒本身被迅速加熱，提高煤粒溫度，又反過來加速煤粒的多相著火與燃燒。

(2)間接作用：由於揮發分的釋放，使煤粒的化學結構、表麵形態及孔隙結構發生了很大變化，從而改變了煤焦的反應性能;此外，由於揮發分的析出與燃燒抑製了氧化劑向煤粒表麵和孔隙內部的擴散作用，從而改變了煤焦的燃燒速率。

熱分解過程中煤的失重取決於其加熱過程的時間--溫度曆程，即升溫速度、加熱終溫以及在此溫度下分解過程所經曆時間的長短。煤粉磨粉機再生產煤粉設備中占據了一個比較重要的地位。揮發分的成分也一樣。它的某些成分在較初析出時會和其它成分及殘炭反應，因而最終的揮發分成分將部分地取決於揮發分從殘炭中引出的速度。

一般而言，煤的熱分解有兩種含義，一是指煤的幹餾，即在惰性氣氛中加熱時煤的揮發物析出的過程，稱為“熱解”(Pyrolysis)：一是指煤在氧化性氣氛中加熱時，在初期階段煤的揮發分析出的過程，稱為“脫揮發分”(Devolatilization)。由於實驗方麵的困難以及受從火焰中獲取數據的限製，到目前為止，大量有關揮發分析出的信息都來自煤在惰性氣氛中的熱解哺3|。為了方便起見，人們把實際上是在一個連續範圍內變化的熱解工況分成了兩類，一類是快速熱解過程，即煤粉燃燒時，煤粉顆粒的加熱速度很高(104‘C/s或更高)，總的熱解時間小於ls，而且揮發分很快地由殘炭表麵逸出。當顆粒尺寸小於lO091"13.時，就會產生快速熱解。另一類是慢速熱解過程.它發生在許多碳化煉焦過程中。慢速熱解的加

熱速度低到小於10。C/min，熱解的時間長達幾分鍾或幾個小時，而且高濃度的揮發分與固體殘留物或容納這些揮發分的容器表麵的接觸時間也往往延長了。

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