制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响 论文

煤的反应中绝大部分化学能在焦炭反应阶段释放或转化，相关研究中采用多种方法在不同环境条件下制焦以进行后续研究，而煤焦反应性又受热解条件影响很大。为研究制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响，在不同热解温度下分别采用马弗炉、管式炉和鼓泡床3种方法制焦，利用热重分析法(TGA)比较各焦样的燃烧反应性，并借助化学渗透析出(Chemical Percolation Devolatilization, CPD)模型和单颗粒传热模型，对各条件下煤颗粒的热解进程，如颗粒温度、挥发分析出总量、残余旁链结构份额等随时间变化规律进行了模拟。主要内容包括:①实验结果表明，热解环境温度越高，煤焦着火延迟，燃烧反应性越低，即存在“热失活”现象。而从CPD模型计算结果可以看出，热解温度越高，最终析出的挥发分总量越高(煤样工业分析结果也验证了残留在焦炭中的挥发分物质含量随热解温度升高而减小)，且残留在碳网中的旁链结构份额越少，反映出酚羟基、羰基、脂肪侧链等的裂解加剧，减少了焦炭表面反应活性位点数量，可能是导致煤焦“热失活”的主要原因之一。另外，对各焦样的孔隙结构测量表明，热解温度越高，微孔与中大孔的相对比例逐渐减小。