炭燃燒是化學(xué)鍵的斷裂。隨著溫度的升高,煤中有機(jī)物逐漸分解,生成氣態(tài)的熱解氣、液態(tài)的煤焦油和固態(tài)的半焦。熱解是氣化和燃燒的前期階段,對(duì)煤的氣化和燃燒有著重要的影響因此,研究煤的熱解反應(yīng)直是煤化學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。北京煤化工研究平朔煤的熱解試驗(yàn)研究煤炭科學(xué)研究總院北分院工程所氣化室對(duì)平朔煤進(jìn)行了熱解試驗(yàn)研究,取得了平朔煤的熱解基礎(chǔ)特性數(shù)據(jù)。1平朔煤的煤質(zhì)基本特性鄧煤平朔煤的煤質(zhì)基礎(chǔ)特性數(shù)據(jù)見表1。表1平朔煤的煤質(zhì)基礎(chǔ)特性數(shù)據(jù)英化工研究分院北京反元素分析%工業(yè)分析61.323.7610.710.670.475.4017.6830.0646.86從平朔煤煤質(zhì)的基礎(chǔ)特性數(shù)據(jù)可以看出,平朔煤具有低中灰分、中高揮發(fā)份、低固定碳、特低硫份,屬較年輕的煤種。由于煤較年輕,該煤熱解相對(duì)易于進(jìn)行。2熱解試驗(yàn)結(jié)果2.1試驗(yàn)流程平朔煤的熱解試驗(yàn)是在外熱式熱解臺(tái)架裝置上摘要:對(duì)平朔煤在不同溫度下進(jìn)行了熱解研究,進(jìn)行的試驗(yàn)流程如圖1所示。一定量的平朔煤裝考察了熱解溫度對(duì)煤熱解產(chǎn)物產(chǎn)率和熱解氣性質(zhì)的入特制不銹鋼熱解反應(yīng)管內(nèi),然后將其置入高溫管影響規(guī)律。研究表明,對(duì)上述煤樣,隨煤的熱解溫度式爐中,通過溫控器設(shè)定熱解溫度,煤熱解釋放岀的升高,半焦產(chǎn)率下降,干餾氣產(chǎn)率增加;液體率在一高溫?zé)峤鈿怏w經(jīng)不銹鋼管導(dǎo)出,依次進(jìn)入盤管式冷定溫度范圍內(nèi)先增后降,在600℃C左右達(dá)到最高。卻器和氣液分離器。在冰水浴中,熱解氣體得到冷熱解溫度升高,熱解氣中H2的含量就越高,熱解氣卻。氣液兩相分離后的干餾氣經(jīng)濕式流量計(jì)計(jì)量中CH4的含量在熱解溫度550~650左右達(dá)到最后送入儲(chǔ)氣袋。將氣體樣品進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行高。隨熱解溫度的升高,CO2的含量顯著降低,烴類組成分析化驗(yàn)。熱解過程結(jié)束以后,開啟熱解爐取組分隨溫度升高是先升后降,峰值出現(xiàn)在600℃左出半焦,計(jì)量并取樣進(jìn)行分析化驗(yàn)。氣液分離器中右。殘留的液體物質(zhì)(包括冷卻水,油品及石蠟等)經(jīng)計(jì)關(guān)鍵詞:煤;熱解;熱解產(chǎn)物;熱解氣量并取樣進(jìn)行分析化驗(yàn)。2.2試驗(yàn)結(jié)果中圖分類號(hào):TQ530.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A熱解試驗(yàn)溫度在300、350、400、500、600、700、文章編號(hào):1006772(2008)02056-03800900℃的條件下進(jìn)行,各個(gè)溫度下的熱解產(chǎn)物結(jié)果見表2。不同熱解終溫時(shí)的熱解煤氣組成見表3。煤的熱解是將煤置于隔絕空氣的密閉反應(yīng)器熱解煤氣組成隨溫度變化曲線圖為簡(jiǎn)化起見將內(nèi)在無催化作用的條件下持續(xù)加熱升溫而發(fā)生一O2、N2這些與熱解無關(guān)的氣體省略將C3HC3H、系列化學(xué)和物理變化的過程。這一過程的基本行為C2H4中國(guó)煤化工CNMHG收稿日期:2007-11-28作者簡(jiǎn)介:鄧一英(1955-)女北京人,工程師現(xiàn)工作于煤科學(xué)研究總院56《潔凈煤技術(shù)》2008年第14卷第2期煤炭燃燒全國(guó)中文核心期刊礦業(yè)類核心期刊《CAcD規(guī)范)執(zhí)行優(yōu)秀期刊ⅤENT圖1熱解實(shí)驗(yàn)裝置流程一高壓氣瓶;2—穩(wěn)壓減壓閥;3—?dú)怏w流量計(jì);4—熱解反應(yīng)管;5—加熱電爐;6—控溫儀;7—冷凝冷卻器;8—冰浴;9—濕式氣體流量計(jì);10儲(chǔ)氣袋;11—?dú)庀嗌V儀高,650℃以上會(huì)發(fā)生二次分解,隨著溫度的升高焦表2平朔煤不同溫度熱解產(chǎn)物結(jié)果油產(chǎn)率會(huì)逐漸下降,熱解水的產(chǎn)率也會(huì)隨著溫度的溫度熱解氣產(chǎn)率液體產(chǎn)率升高而下降。0.00492.210.630.00611.2585.922.830.05415.948.395.67半焦產(chǎn)率0.08216.247.59→煤氣產(chǎn)率10.220.17015.1769.6615.172.3平朔煤熱解基本特性分析圖2平朔煤不同溫度熱解產(chǎn)物2.3.1熱解溫度對(duì)煤熱解產(chǎn)物的影響CO2→CHC溫度是影響煤熱解特性的最重要的外在因素之上Co平朔煤不同熱解溫度熱解產(chǎn)物產(chǎn)率變化曲線和熱解氣組成變化曲線分別如圖2和圖3所示。從圖2中曲線可以看出,隨熱解溫度升高,半焦產(chǎn)率下求斷細(xì)爾的降熱解氣產(chǎn)率增加液體產(chǎn)率在700℃之前隨溫度450升高而增加,在700℃之后,溫度升高,液體產(chǎn)率隨干餾溫度/℃下降。研究發(fā)現(xiàn)熱解過程中產(chǎn)生的液體主要是焦圖3平朔煤熱解煤氣組成隨溫度變化曲線油和熱解水,一般焦油會(huì)在600~700℃左右達(dá)到最表3平朔煤不同溫度熱解氣結(jié)果低位熱值3502.817.542.70.8822.221.625.81.2210.8In中國(guó)煤化工22.7CNMHG 21.441.4D0.26.613.319.3900650.4030515034321511平朔煤的熱解試驗(yàn)研究炭燃燒學(xué)2.3.2熱解溫度對(duì)熱解氣組成的影響變化曲線均在600℃左右達(dá)到最高值,即600℃前隨熱解氣組成隨溫度變化也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律溫度升高而增加,600℃后溫度升高而降低由圖4性。隨熱解溫度升高熱解氣組成中H2組分含量還可看到,烴類組分含碳越高熱解氣中含量越少,上升,CH4組分含量在550~60℃之間達(dá)到最高,這與烴類的熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱和二次熱解直接相關(guān)。CO組分含量略有下降烴類組分CnHn隨溫度升高是先升后降,峰值出現(xiàn)在600℃左右。一般熱解過程在約550650℃之間各烴類氣體的析出速率達(dá)到峰值550℃以后,析出的主要是H2和CO,僅伴有少量的CH4和CO2,此時(shí)H2的來源多由煤熱解的一次產(chǎn)物受到二次熱解作用和煤結(jié)構(gòu)單元中芳香部分的進(jìn)一步縮聚反應(yīng)生成,H2在整個(gè)熱解過程中是持續(xù)增加的。隨著熱解溫度的升高環(huán)數(shù)較熱解溫度/℃小的芳環(huán)變?yōu)榄h(huán)數(shù)更大的稠環(huán)芳烴,伴隨著H2的圖4平朔煤熱解煤氣中烴類組成隨溫度變化曲線放出。H2的生成幾乎與煤種無關(guān),與交聯(lián)反應(yīng)相關(guān)。主要是由于在高溫區(qū)半焦發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)由環(huán)3結(jié)論數(shù)較小的芳環(huán)變成環(huán)數(shù)更大的芳環(huán),并放出氫氣在煤熱解過程中,除了鍵的斷裂外,CH4多來源于煤(1)煤的熱解過程中H2從250℃開始緩慢生大分子結(jié)構(gòu)中的大量側(cè)鏈、支鏈的斷裂,由于碳?xì)浠蔁峤鉁囟却笥?00℃后大量析出熱解溫度越高合物中支鏈鍵能較弱,對(duì)熱不穩(wěn)定所以在較低溫度H2的含量就越髙。熱解氣中CH的含量在熱解溫時(shí)脂肪烴側(cè)鏈就斷裂生成CH。隨著溫度繼續(xù)升度550~650℃左右達(dá)到最高,隨著溫度的升高CH高,CH4產(chǎn)率析出量急劇減少。少量的CH主要來析出量急劇減少下降。隨熱解溫度的升高,CO2的自部分揮發(fā)烴類的分解。同時(shí)隨著溫度的升高,含量顯著降低。H2組分的大量增加,而不利于CH4的生成,也使(2)隨熱解溫度升高,半焦產(chǎn)率下降,干餾氣產(chǎn)CH4組分的相對(duì)含量有所下降率增加;液體率在一定溫度范圍內(nèi)先增后降,在熱解氣中的CO和CO2主要來自煤中的含氧官600℃左右達(dá)到最高。能團(tuán),熱解溫度較低時(shí)主要是含氧官能團(tuán)分解,到熱(3)烴類組分隨溫度升高是先升后降,峰值出解后期溫度提高后,CO有可能來自煤中醚鍵、醌氧現(xiàn)在600℃左右與液體產(chǎn)率的趨勢(shì)大體相符。鍵等含氧雜環(huán)中一些結(jié)合牢固的02。還有一部分參文獻(xiàn):來自礦物質(zhì)的分解和產(chǎn)物間的二次反應(yīng)。熱解的低溫段,氣體產(chǎn)率小。此時(shí)主要發(fā)生脫羧基反應(yīng),生成1]郭崇濤煤化學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,199CO2和H2O。對(duì)熱解氣熱值有重要影響的烴類組2】王鵬媒熱解特性研究[].煤炭轉(zhuǎn)化,205,2分CnH產(chǎn)率隨溫度變化也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。(1):8-13熱解氣烴類組分(未包含CH4)的變化曲線如圖4[3]崔銀萍秦玲麗煤熱解產(chǎn)物的組成及其影響因素分所示。烴類組分中飽和烴含量要高于非飽和烴類,析[門].煤化工,2007,129(2):10~15這說明飽和烴較非飽和烴要更穩(wěn)定,同時(shí)2種烴類(下轉(zhuǎn)第66頁)歡迎訂208年惜蘸性》CNMHG《潔凈煤技術(shù)》2008年第14卷第2期煤炭燃燒效的。[4]唐小我組合預(yù)測(cè)計(jì)算方法研究[J].預(yù)測(cè),19,(4)參考文獻(xiàn):[5]唐小我最優(yōu)組合預(yù)測(cè)方法及其應(yīng)用[J]數(shù)理統(tǒng)計(jì)與[1]朱寶瓊關(guān)于灰色系統(tǒng)基本方法的研究與評(píng)論[]系管理,1992,(11)統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,1994,14(4)[6]謝敬東組合預(yù)測(cè)方法在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[刀][2]鄧聚龍灰色預(yù)測(cè)與決策[M]武漢:華中理工大學(xué)出中國(guó)電力,1998,(6)版社,[7]汪玉春天然氣消費(fèi)需求動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)新方法[刀石油規(guī)[3]焦文玲城市燃?xì)庳?fù)荷的灰色預(yù)測(cè)[J].煤氣與熱力,劃設(shè)計(jì),1999,(5)2001,(5)Research of gray combined forecasting model for town gas loadZHANG Qi-min, JIANG Xao-rong'(1. Chong Qing Uniuersity of Science and Technology, Chongging 400042, China;2. Cheng Du Science and Engineering Uninersity, Chengdu 610059, China)Abstract: According to the theories of combined forecasting, combined gray forecasting model is established, basedon the three forecasting model; basic gray forecasting model GM(1, 1), remnent differ gray forecasting model andgray forecasting model can overcome the disadvantages of individual model, raise the precis/ ow that combineddynamic equidimensional graynumber progressive complement model, The practice example sheKeywords: gray Combined forecasting; Model research; Gas load(上接第58頁The pyrolysis experiment study of Pingshuo coalDENG Yi-yingBeiing Research institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China)Abstract: Has made the pyrolysis research of Ping suo coal under different temperature, inspected influence rule ofthe pyrolysis temperature in the production rate of the coal pyrolysis product and the property of pyrolysis ash. Theresearch shows that about the above coal sample, the semi-coke production rate drops, and the dry distillation pro-duction rate increases, along with the coal pyrolysis temperature increases. The liquid rate increases then falls incertain temperature range, achieves high about 600C. When the pyrolysis temperature is increasing, the H, contentof pyrolysis ash is higher, the the CH, content achieve high about in 550-650C pyrolysis temperature Along withthe pyrolysis temperature ascents, the CO2 content reduces, the hydrocarbon compound component rises then falls a-long with the temperature increases, the peak value appears about in 600CKeywords: coal; pyrolysis; pyrolysis product pyrolysis ash中國(guó)煤化工歡迎訂鬩《潔凈煤CNMHG《潔凈煤技術(shù)》2008年第14卷第2期