煤的热分解

煤的热分解

煤被加热到足够高的温度时开始热分解，产生煤焦油和被毪为挥发分的气体。挥发分是可燃性气体、二氧化碳和水蒸气的混合物。可燃性气体中除了一氧化碳和氢气外，主要是碳氢化合物，还有少量的酚和其它成分。

近几十年来，煤的热分解研究是世界上十分活跃的研究领域之一。这不仅由于热分解是煤的燃烧过程的一个重要的初始过程，对着火有极大的影响，也因为它是煤的其它转换过程如气化、液化、精炼等的重要步骤，同时与污染物的形成也有密切的联系。仅就燃烧来说，热分解的影响大致有两个方面：

(1)直接作用：挥发分的释放一方面造成煤粒质量的直接消耗，同时这些释放出来的挥发物质会在气相环境中或煤粒表面燃烧，产生的热量或者使环境气体温度升高，或者使煤粒本身被迅速加热，提高煤粒温度，又反过来加速煤粒的多相着火与燃烧。

(2)间接作用：由于挥发分的释放，使煤粒的化学结构、表面形态及孔隙结构发生了很大变化，从而改变了煤焦的反应性能;此外，由于挥发分的析出与燃烧抑制了氧化剂向煤粒表面和孔隙内部的扩散作用，从而改变了煤焦的燃烧速率。

热分解过程中煤的失重取决于其加热过程的时间--温度历程，即升温速度、加热终温以及在此温度下分解过程所经历时间的长短。煤粉磨粉机再生产煤粉设备中占据了一个比较重要的地位。挥发分的成分也一样。它的某些成分在较初析出时会和其它成分及残炭反应，因而最终的挥发分成分将部分地取决于挥发分从残炭中引出的速度。

一般而言，煤的热分解有两种含义，一是指煤的干馏，即在惰性气氛中加热时煤的挥发物析出的过程，称为“热解”(Pyrolysis)：一是指煤在氧化性气氛中加热时，在初期阶段煤的挥发分析出的过程，称为“脱挥发分”(Devolatilization)。由于实验方面的困难以及受从火焰中获取数据的限制，到目前为止，大量有关挥发分析出的信息都来自煤在惰性气氛中的热解哺3|。为了方便起见，人们把实际上是在一个连续范围内变化的热解工况分成了两类，一类是快速热解过程，即煤粉燃烧时，煤粉颗粒的加热速度很高(104‘C/s或更高)，总的热解时间小于ls，而且挥发分很快地由残炭表面逸出。当颗粒尺寸小于lO091"13.时，就会产生快速热解。另一类是慢速热解过程.它发生在许多碳化炼焦过程中。慢速热解的加

热速度低到小于10。C/min，热解的时间长达几分钟或几个小时，而且高浓度的挥发分与固体残留物或容纳这些挥发分的容器表面的接触时间也往往延长了。

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