1 煤的热解技术简介
煤的热解过程也可以称之为煤的热分解与干馏过程, 是由一系列的平行和复杂的反应而形成的复杂的加工过程。它主要是将煤放在空气隔绝的环境条件下进行加热, 通过煤在不同温度的作用下, 发生不同的物理变化与不同类型的化学反应, 从而生成煤气、焦油、半焦或焦炭。通常情况下我们可以根据不同的分类标准和分类特点, 将不同对热解进行不同的分类。例如, 根据实际的热解温度, 可以将具体的热解分成低温、中温、高温三种类型;根据实际的加热速度可以分为慢速、中速、快速、闪速度四种类型;根据反应器内的压力可以分为常压、加压两种类型。
2 低变质粉煤的热解过程
热解过程是将煤进行不同形式的转换所必须使用的加工技术, 在实际操作过程中对细节的注意与技术的应用, 对实际的转化结果具有重要的影响, 对一定程度上实现环境的保护同样具有重要的意义。通常情况下需要从整体的角度, 分析热解在形成与得到固态、气态、液态这三种不同的产物时候, 实验过程中所发生的一系列变化, 以及它的具体表现特征。一般说来, 如果热解过程中的温度达到一定的程度, 例如达到300℃时, 就会自然地形成自由基, 并且随着温度的不断加高, 它的具体密度也会跟着增加。在空气隔绝的环境条件下, 煤里面化合物的有机成分也会随着整个过程中实际的温度的变化情况, 而产生一系列的物理变化和化学反应, 进而被加热裂解成固态、气态、液态等不同的形式。通常情况下可以将低变质煤的热解过程总结归纳为三个阶段:
2.1 干燥脱气的阶段
这是对低变质粉煤实施热解的第一个阶段, 在这一阶段当中, 粉煤的外表形状以及颜色等不会发生比较明显的变化, 会有变化的部分主要集中粉煤的内部, 此时在外力加热的影响下, 粉煤里面的水成分会随着温度的逐渐升高慢慢地发生一些物理变化, 里面的水份会慢慢逐渐形成水蒸气, 即实现对粉煤的脱水任务, 此时需要的热解温度大概是在120℃左右。当加热的温度逐渐被调整到200℃时, 粉煤的外表上会有一些吸附的细小分子, 或者是从粉煤内部的小缝隙中析出小的分子气体。如果温度继续持续加热, 就会发生脱羧反应, 并且在温度达到300℃时, 粉煤开始逐渐热解。在这个阶段的粉煤样一般失重的速率会比较的平缓。
2.2 热分解的阶段
进入这个阶段以后, 粉煤的主要反应特征会非常的明显, 并且甚至会显得非常的活跃, 会出现解聚反应、分解反应。由于此时真正的热分解阶段粉煤受到的加热温度特别高, 因此其内部的化合物的有机成分会随着温度的不断升高而发生非常距离的分解反应们, 并从中释放和挥发出很多类似焦油成分的挥发物。当加热温度达到450℃—550℃时, 粉煤实际析出的挥发物的数量会达到最好的状态, 也是粉煤热解反应最强烈的时刻。
2.3 热缩聚阶段
由于粉煤样第一个干燥脱气的阶段形状变化不是特别明显, 实际的失重速率也会略显和缓, 因此我们可以热缩聚阶段的准确地称之为二次脱气阶段, 这个阶段主要会以煤样的缩聚反应为主要特征, 由于在第二个热分解阶段焦油的析出量已经达到了最大的状态, 因而这一阶段产生的焦油量会非常的少。
3 影响低变质粉煤热解效果的主要因素
在实际的热解过程中, 粉煤的实际热解效果会受到一些外在的因素的影响而有所不同。首先, 煤的性质。由于煤的性质不同, 因而在实际的热解过程中所表现出来的的煤的塑性也是不同的, 会对热解中的二次干燥脱气阶段产生一定的影响。煤的硬度、粒度、表面的气孔的分布情况, 以及其他的物理特性, 都会很大程度上影响到煤样的传热效果, 影响到煤样表面成分的挥发效果, 影响实际的气体产出量, 影响到实际的热分解反应活跃程度, 进而影响到实际的热解效果。其次, 热解过程中的温度。温度对低变质粉煤热解过程的实际效果的影响是最强烈的, 它可以影响到第一阶段的分解产物, 还会对二次干燥脱气效果, 包括焦油的产出量造成巨大的影响。在热解条件允许的范围内, 实际温度的提高或导致半焦产量下降, 但是焦油与干馏气的产量会增加。在热解过程中, 如果温度高到了一定程度, 那么裂解中产生的焦油会导致收率的降低, 导致生成的气体构成发生变化。最后, 除了这两项重要的影响因素外, 加热速率、压力、气氛等因素也会给低变质粉煤的热解效果带来一定的影响。
4 结语
煤作为人们的日常生活中所必不可少的重要能源之一, 要不断进行相关的技术研究, 不断实现热解技术的重大突破。只有利用先进的加工技术, 不断提高对低变质粉煤的热解过程分析, 才能有效地实现热解过后的能源转换率, 最大限度地降低对环境造成的污染。通过先进的除尘技术与煤气、焦油、粉尘的分离技术, 加强对余热的利用效率, 才能更好地促进对粉煤的综合再利用。
摘要：我国的低变质粉煤的质量非常好, 而且其在煤田的储量也十分丰富们, 是我国工业生产过程中被广泛使用的一次性能源。对粉煤进行热解分质的操作技术, 不但可以最大限度地提高粉煤的实际利用效率, 避免过多资源的浪费, 更能够大大降低煤中所含有的污染物, 减少对空气和环境的污染, 既提高了煤的实际利用价值又实现了对环境的保护。
关键词：低变质粉煤,热解过程,研究,解析
参考文献
[1] 兰新哲, 裴建军, 宋永辉, 苏婷.一种低变质煤微波热解过程分析[J].煤炭转化, 2010, 03:15-18.
[2] 王向辉, 门卓武, 许明, 翁力, 刘科.低阶煤粉煤热解提质技术研究现状及发展建议[J].洁净煤技术, 2014, 06:36-41.
[3] 马冬妮, 宋永辉, 李亮, 康娟, 惠剑.低变质粉煤热解过程研究[J].广东化工, 2011, 05:79-80.