chap9煤的工艺性质

Q gr v a, ,dQ ba, d (9S b 5 a, d Q ba,)d
式中：Sb, ad－由弹筒洗液测得的硫含量，％，满足下列条件之 一时，即可用全硫代替： Qb, ad >14.6kJ/g，或St, ad < 4%。
－硝酸生成热校正系数。试验证明，与Qb, ad 有关，取值如下：
Qb, ad 16.7kJ/g时，=0.0010 16.7kJ/g < Qb, ad 25.10 kJ/g时，=0.0012 Qb, ad > 25.10 kJ/g时，=0.0016
2.1 粘结性烟煤热解过程
挥
脱气
析出煤气
发
相
脱水
变
析出焦油
化
煤
温度
都
固 相 变
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 是
软化
固化
收缩→形成裂纹
这 样
化
熔融、流动、膨胀
？
干煤
胶质体 半焦
焦炭
三个阶段：干燥脱气 过程本质：
活泼分解 解聚、分解
二次脱气 wk.baidu.com聚为主
3.0MPa，然后放入有水的内桶中；
（2）点燃煤样，煤样燃烧释放的热量传给内桶中的水；
（3）测定内桶水温，校正热损失，即可计算弹筒发热
量，用Qb,
表示。测定装置示意图。
ad
第一节 煤的发热量
◆煤在氧弹中燃烧与在大气中燃烧的区别 （1）燃烧条件的区别：气氛、压力、恒容、恒压 （2）燃烧结果的区别：反应、产物
煤加工－粒度组成、密度组成 煤作为燃料－发热量、燃点、机械强度、热稳定性、灰熔 融性、结渣性、可磨性、反应性，… 煤作为原料－粘结性、结焦性、腐植酸产率 …
第一节 煤的发热量
◆煤的发热量的定义： ◆单位：kJ/g、MJ/kg、Kcal/kg ◆煤炭价值的最终体现
◆煤的发热量的测定原理和测量要点
（1） 称量1g煤样置于氧弹中，并将氧弹充入纯氧2.6～
对发热量的影响：
◆发热量的校正 （1）弹筒发热量：弹筒直接测得的发热量。 （2）高位发热量：由弹筒发热量扣除氮、硫特殊反应热。 （3）低位发热量：由高位发热量扣除水蒸气冷凝热。
高位发热量
◆对N、S特殊热效应的校正––恒容高位发热量 从弹筒发热量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成热，称为恒容高位发热量，
简称高位发热量，用符号Qgr, v, ad表示，
气体产物
前期的热分解反应 后期的热缩聚反应
基于两相模型
煤热解过程
类似平均结构单元模型？
非共价键的断裂
共价键的断裂 自由基过程
裂解与缩聚 自由基过程
热解过程中煤的分子结构变化行为与温度的关系？ ----------分子结构的变化类似于煤的变质程度的加深
2.1 粘结性烟煤热解过程
●烟煤热解过程
根据烟煤热解过程中产生的物理变化、化学变化： （1）干燥脱吸阶段（室温～300℃） （2）胶质体的生成和固化阶段（300～550℃） （3）半焦转化为焦炭的阶段
低温干馏(500-600℃)－以液体产物为目标 中温干馏(700-800℃)－制取燃料煤气 高温干馏(950-1050℃)－炼焦
煤热解过程
基于平均结构单元模型
热解产生的H
和自由基大小 相近的产物
加氢
加热断键
自由基
热解过程中煤残余固体的变化趋势？ 热解还有其它过程么？
缩聚
固大体分产子物 固液体体产产物物
2.1 粘结性烟煤热解过程
（3）半焦转化为焦炭的阶段 （550 ～1000 ℃）
该阶段以缩聚反应为主，由半焦转化为焦炭。 ●550～750℃，半焦分解析出大量的气体，主要是H2 和少量的CH4，成为热解的二次气体。半焦分解释放 出大量气体后，体积收缩产生裂纹。在此阶段基本上 不产生焦油。 ● 750～1000℃，半焦进一步分解，继续析出少量气 体，主要是H2，同时半焦发生缩聚，使芳香碳网不大 增大，结构单元的排列有序化进一步增强，最后半焦 转化成为焦炭。
煤化程度的影响：元素组成的变化
煤的发热量是由煤的组成决定的
发热量的计算
热解和粘结成焦性质
1 、煤的热解 ★概念－煤在隔绝空气的条件下进行加热，发生一系列的 物理变化和化学反应，生成气体(煤气)、液体(焦油)、固 体(半焦或焦炭)的过程，称为煤的热解(pyrolysis)、干馏或 炭化(carbonization，thermal decomposition)。 ★热解分类 按热解终温
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
2.1
粘结性烟煤热解过程
（1） 干燥脱吸阶段（室温～300℃）
● ～120℃：煤炭脱水、干燥 ● 120～200℃：解吸，脱除吸附的CH4、CO、CO2等气 体。 ● 300℃：低变质程度的煤开始热解，生成CO2、CO等， 生成放出热解水和微量的焦油。
2.1
第九章 煤的工艺性质
第一节 煤的发热量 第二节 煤的热解和粘结成焦性质 第三节 煤炭气化与燃烧的工艺性质
煤的工艺性质
◆煤的工艺性质是指煤在一定的加工利用过程中所呈现出的性质， 如发热量、粘结性、反应性等。 ◆研究煤的工艺性质的重要意义。
利用煤的其他性质（如化学组成、煤岩组成、煤化程度等） 可以预测煤的工艺性质，但不如直接研究工艺性质更为有效。 ◆煤的主要工艺性质
影响煤发热量的因素
★影响煤发热量的因素: 煤的发热量是煤质特性的综合指标，煤质特性是决定
煤的发热量的主要因素。煤的成因、煤化程度、煤岩组成、 矿物质含量高低等对煤的发热量均有不同程度的影响。 煤岩组成的影响 ：镜质组、稳定组、丝质组
矿物质的影响：矿物质分解吸热、矿物质不发热
风化的影响 ：氧含量增加、灰分增加
粘结性烟煤热解过程
（2）胶质体的生成和固化阶段（300～550℃）
● 300～480℃：煤分解、解聚，析出大量焦油和气体 其中：在450℃左右的温度区间，焦油的析出量最大。在
该阶段由于热解，生成了气(煤气和呈气态的焦油)、液、固(未 分解的煤)三相共存的物质，称为胶质体。 ● 450～550℃(600℃)胶质体固化成为半焦：胶质体分解加速， 开始缩聚，生成分子量很大的物质，胶质体固化为半焦。
低位发热量
◆对水不同状态热效应的校正––恒容低位发热量 从恒容高位发热量中扣除水（煤中的吸附水和氢燃烧
生成的水）的汽化热，称为恒容低位发热量，简称低位发 热量，用符号Qnet, v, ad表示，计算公式如下：
Qnet, v, ad = Qgr, v, ad－206Had－23Mad 式中： Qnet, v, ad–空气干燥基的恒容低位发热量，J/g； Mad－煤样的空气干燥基水分，%； 206－0.01g氢生成的水的汽化热，J； 23－0.01g吸附水的汽化热，J。