淮北煤田任楼煤矿煤的热解影响因素及成焦特性
2021-05-21胡辉东李贤庆冯松宝李金帅李阳阳
中国煤炭地质 2021年4期
胡辉东,李贤庆*,冯松宝,李金帅,李阳阳
(1.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083;2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;3.宿州学院资源与土木工程学院,安徽宿州 234000)
煤是一种化石燃料,其含碳量较高,在我国资源和能源中占有重要的位置,在我国当前的能源现状下,煤的合理利用使不容忽视的课题。煤热解作为能源可持续发展的技术之一,可以通过转化生产液体燃料、高活性半焦、化学品及天然气等[1]。目前国内外对煤的热解的研究很多,煤热解又称煤干馏,是指对固体煤样在非空气(氮气及其他惰性气体)气氛的条件下进行升温加热,在温度升高的过程中煤样会发生一系列复杂的物理化学变化并伴随着气体、液体及固体生成的过程[2]。煤热解的过程比较复杂,大多数学者在研究时将其分为两个阶段,第一阶段为一次热解反应[3],即不稳定的化学键断裂生成自由基;第二阶段为自由基的稳定[4]。影响煤热解的因素有很多,例如实验气氛、升温速率、粒径大小、始温终温以及煤本身的煤化程度等。在升温速率方面,张健等[5]研究表明升温速率的增大会产生滞后现象即煤的热解产物焦油含量达到最大值所对应的温度会有所提高;韩德虎[6]得出升温速率的变化会导致样品在每个时间点的停留时间不同,从而影响煤样的反应程度。Suuberg等[7]通过对褐煤热解的研究表明,升温速率的改变对非二次反应中挥发物生成没有明显影响,同时还指出热解产物的生成主要是由热解温度和在每个温度点上的停留时间所决定。……
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