煤焦孔隙结构的影响因素研究.pdf

中冈丁=程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 编号：064061 煤焦孑L隙结构的影响因素研究 曹 倩，徐明厚‘，姚洪，于敦喜，俞 云 (o扛中科技人学煤燃烧国家重点实验室武汉430074) ’Tel：0278309 E．mail：mhxu@mail．hust．edu．ctl 摘毵4i沉降炉中进行．r六盘水烟煤和小龙潭褐煤的热解试验，利用比表面积及孔径分布仪和激光 粒度分析仪．对小l一温度下彤成的煤焦进行J，比表面积和孔径分布的分析，重点研究’厂煤焦的孔隙 结构以及煤种、粒f务和温度对其的影响。结果表明六盘水烟煤热解中发生r膨胀，而小龙潭褐煤直 接破碎。小尼潭褐煤的孔体积‘j比表豳．积诒：热解过程中都比六盘水烟煤的增长程度要火。随着粒径 的减小．征三种温度下六盘水炯煤热解后煤焦的人扎体积和小孔体积在63一lOOum时达到极直。随着 温度的丁J。扇孔体积变化复杂。 关谜7：煤焦；彳乙隙结构；扎体积：膨胀 1．引言 在煤的变化过程中。化学反应都必然在反应物及煤团体表面之间发生。许多表面 是与孔结构相关联的，即反应产物的扩散与反应介质的进入，多数和煤中的孔结构有 关；孔隙的发达程度，也影响煤的物理和化学什质。煤燃烧过程中，挥发分的析山、 氧化剂及气态产物的扩散都在孔隙中进行：焦的燃烧、热力裂解等也直接或间接发生 在颗粒内表面。冈此研究孔隙结构的变化意义很人。此外，孔隙结构的初始分布，燃 烧中孔隙率的变化决定燃烧过程中的破碎…，在煤粉燃烧中，破碎能够改变乜灰的粒径 隙率人丁．临界人孔孑L隙率时，破碎就会发生，并通过直接和系统的测鼙得出含碳物质 破碎成小碎片的临界孔隙率为50～85％。 煤焦的孔隙形成是原煤在加热时水分、挥发分的析出以及煤的形态变化等复杂物 理化学过程共同作Hj的结果，因此，各种因素。如煤的I=业分析参数，岩相特性参数， 以及加热速率和加热终温等对煤焦的孔隙特性有很大影响¨1。 本文将人盘水烟煤和小龙潭褐煤二种粒径的煤分别在不同温度卜．进行了热解实 验，通过比表面及孔径分布仪平¨激光粒度仪，重点研究不同条件卜．生成焦炭的孔隙结 构，探讨温度、粒径与煤种对煤焦孔隙结构的影响。 2．试验 2．1 煤样制备及其常规分析 将人锦：水则煤与小龙潭褐煤粉碎，研磨后，筛分为二种粒径：63urn、63—100um 和100—200urn。它们的i：业分析、元素分析及显微组分分析如表1和表2所示。粒径 163 对煤的工业分析和元素分析的影响不是太明显，仅有略微的变化。入盘水烟煤的挥发 分几乎趋小龙潭褐煤的两倍。对于八盘水烟煤，镜质组含鼙随着粒径的减小而增大。 表3是两个煤种二个粒径煤的内部孔隙结构，粒径对原煤的孔隙结构影响还是比较大 的，除了人盘水烟煤粒径为63．100um外。：粒径小的煤粒的孔容和比表面都人一些。 两种原煤的内部孔结构都主要以人孔(大丁：50nm)和中孔(10．50nm)为主，八盘水 烟煤的。l到总孔体积的80％以上，小龙潭褐煤的占剑总孔体积的90％以上。从表中还 可以看出同种粒径范同的原煤，小龙潭褐煤的平均粒径比人盘水烟煤的要人～些。 表I煤样T业分析wt％t窄气千燥幕)与娃微纣i分分析 I ql,分析％(wt．ad) 娃微组分％(v01) 粒径 R0d 惰质 (微米) M VMA 壳质组 (％) FC曾 组 63 I．8l 21．j0 27．64 49．45 73．2 1．3 17．1 I．23 六盘水 63．