第3章-煤炭热解ppt课件.ppt

第3章煤热解技术3.1前言Carbonizationistheprocessbywhichcoalisheatedandvolatileproducts—bothgaseousandliquid—aredrivenoff,leavingasolidresiduecalledcharorcoke.

煤炭热解研究的重要性
煤炭热解发展的发展方向。3.2煤炭热解的分类3.3煤炭热解原理Characteristiccarbonizationtemperaturesandstages.第一阶段:干燥阶段，此时热解温度在300℃以下。原料煤在此阶段外形没有变化，主要发生表面吸附、水蒸发，并放出原料中的吸附气体，并有少量CO2、CH4、H2S及水蒸气产生。这个过程为吸热过程，主要发生脱羰基反应。
第二阶段:低温热解阶段，此时热解温度为300～600℃。原料煤中有机质开始发生变化，放出CO、CO2及水蒸气，生成热解水，产生焦油，原料煤变软（？？）并发生剧烈分解，放出大量挥发产物，绝大部分焦油产生，形成半焦。这个过程主要发生解聚和分解反应。
第三阶段：中温热解阶段，此时热解温度为600～1000℃。在这个阶段绝大部分焦油已经生成完毕，是焦炭的形成阶段。从半焦到焦炭，析出大量的煤气，使固体产物的挥发分降低，密度增加，体积收缩，形成碎块。700℃以下煤气的主要成分是CO、CO2和H2，当温度大于700℃时，煤气的主要成分是氢气。这个过程以以缩聚反应为主。

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温度（oC）Hypotheticalstructureforcoalanditsuseinunderstandingthermalconversion
3.3.2煤热解的主要化学反应一次热解产物的二次热解反应煤热解中的缩聚反应煤热解机理及研究新进展..原料煤性质
煤的变质程度：煤气焦油与挥发分含量密切相关；
灰分：直接影响半焦质量；
煤岩组分：煤气产率以稳定组最高，丝质组最低，镜质组居中。焦油产率以稳定组最高，同时其中性油含量高；丝质组最低；镜质组焦油产率居中，其中酸性油和碱性油含量高。焦炭产率丝质组最高，镜质组居中，稳定组最低。总之，镜质组和稳定组为活性组分，丝质组和矿物质为惰性组分。203040
挥发分（daf，％）显微组分影响入煤粒度：煤粒度的大小影响加热速度和挥发物从煤粒内部的导出。
煤粒越小，则易于达到较快的加热速度，能增加初次焦油产率，且煤粒内外温差小，挥发物从煤粒内部逸出路径短，有利于减少焦油的二次裂解，从而提高初次焦油的产率。
煤粒越大，对挥发物逸出阻力也有越大，则干馏过程易于受传热或传质过程控制，靠强化外部传热难以实现快速干馏，反而因内外温差增大，挥发物析出经过温度较高的半焦壳层，致使焦油的二次裂解加剧，因而降低了焦油的产率。热解温度
一般来讲，温度越高，煤裂解的程度越大，总挥发物产率越高，固体残留物（半焦或焦炭）越少。加热速率热解压力组成（％）催化剂..煤与生物质等的共热解及耦合热解....样品生物质单独热解曲线生物质/％JiaheLiu,HaoquanHuetal.FuelProcessingTechnology91(2010)419–423Inthisway,tarandwateryieldcanbecalculatedrespectively.Thegaswascollectedandanalyzedbygaschromatography(GC7890T)withtwochannels(columns:5AmolecularsieveandGDX502)andaTCDdetector.TheconversionofCH4,CCH4,incoalpyrolysisunderCH4/CO2wasdefinedas:Ni/MgOcatalystswerepreparedbyincipientwetnessimpregnationmethod.MgO(DamaoChemicalIndustry,Tianjin,China)wasimpregnatedwithaqueoussolutionofNi(NO3)2·6H2O(XinxingChemicalIndustry,Shenyang,China).
TheNiloadinginthecatalystswas1to20wt.%.Afterbeingdriedat110°Cfor12handcalcinedat800°Cinairfor4h,thecatalystpowderwaspressed,crushedandsievedto20–40mesh.
Finally,thecatalystwasreducedatdifferenttemperaturesfrom550to850°Cin15%H2/