chap8 煤的工艺性质

第一节
煤的发热量
（一）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：
Q gr, v, ad＝ Q b, ad－（ 94.1S b, ad + Q b, ad ）
第一节
煤的发热量
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：
第五部分 煤的性质
第六章 煤的物理性质和物理化学性质 第七章 煤的化学性质 第八章 煤的工艺性质 processing properties/technological properties
第九章 煤的工艺性质technological properties
第一节 煤的发热量
heat value/ calorific value of coal 第二节 煤的热解和粘结成焦性质 pyrolysis and caking properties of coal 第三节 煤炭气化与燃烧的工艺性质
Qgr, v, d 100 Qgr, v,ad 100 M ad
Qgr, v, daf
100 Qgr, v,ad 100 M ad Aad
100 M t Qgr, v,ad 100 M ad
Qgr, v, ar
第一节
煤的发热量
（2）低位发热量的基准换算公式
Qnet, v, ar 100 M t (Qgr, v, ad 206H ad ) 23M t 100 M ad Qgr, v, ar 206H ar 23M t
Qgr, maf
100(100 MHC) Qgr, v, ad 100(100 M ad ) Aad (100 MHC)
第一节
六、发热量基准换算
煤的发热量
◆发热量基准换算的目的
◆换算公式 （1）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式
第一节
煤的发热量
（1）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
三、粘结性烟煤热解过程 （2）胶质体的生成和固化阶段（300～550℃） Formation and resolidification of metaplast ● 300～480℃：煤分解、解聚Depolymerization ，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 （胶质体）、固(未分解的煤)三相共存的物质，称为胶质 体metaplast 。
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
三、粘结性烟煤热解过程
（1）干燥脱吸阶段（室温～300℃）drying and desorption
● ～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。
Qnet, v, d (Qgr, v, ad 100 206H ad ) 100 M ad
Qgr, v, d 206H d
Qnet, v, daf (Qgr, v, ad 100 206H ad ) 100 M ad Aad
Qgr, v, daf 206H daf
第一节
煤的发热量
四、发热量的校正correction
（1）弹筒发热量the bomb calorific value ：弹筒直接测得 的发热量。 （2）高位发热量the gross calorific value ：由弹筒发热量 扣除deduct 氮、硫特殊反应热。 （3）低位发热量the net calorific value ：由高位发热量扣 除水的蒸发潜热。
◆煤的主要工艺性质 煤加工－粒度组成、密度组成、可选性等
煤作为燃料－发热量、灰熔融性、可磨性等 煤作为原料－粘结性、结焦性、反应性， …
第一节
煤的发热量
一、煤的发热量的定义 单位质量的煤完全燃烧后释放出的热量。 单位：kJ/g或MJ/kg。 Joule焦耳
第一节
二、煤发热量的测定
煤的发热量
（1） 称量 1g煤样置于氧弹oxygen bomb中，并将氧弹 充入纯氧2.6～3.0MPa，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heat loss，即可计算弹 筒发热量，用Qb, ad表示。测定装置示意图。
gasification and combustion properties of coal
第四节 煤的机械加工性质
mechanical processing properties of coal
工艺性质概述
◆煤的工艺性质的概念 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、煤灰熔融性等。 ◆研究煤的工艺性质的重要意义
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
★热解分类 按热解终温final pyrolysis temperature
低温干馏Low-temperature carbonization (500-600℃)－ 以液体产物为目标 中温干馏medium-temperature carbonization (700800℃)－制取燃料煤气 高温干馏high-temperature carbonization (950-1050℃) －炼焦
表5-1 各种煤的发热量 煤种 泥 炭 年青褐煤 年老褐煤 长焰煤 气 肥 焦 瘦 煤 煤 煤 煤 Qgr, v, daf, kJ/g 20～24 24～28 28～30.6 30～33.5 32.2～35.6 34.3～36.8 35.2～37.1 35～36.6
贫 煤 年青无烟煤 典型无烟煤
年老无烟煤
式中：
煤的发热量
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。
第一节
煤的发热量
五、恒湿无灰基高位发热量the gross calorific value on the moist ash-free basis 恒湿无灰基是指煤样含有最高内在水分但不含灰分 的一种假想状态，这时煤样中只含有可燃质和最高内在水 分。煤的恒湿无灰基高位发热量不能直接测定，需用空气 干燥基的高位发热量进行换算，公式如下：
第一节
七、影响煤发热量的因素
煤的发热量
煤的发热量是煤质特性的综合指标，许多因素对煤的 发热量有不同程度的影响。
第一节
煤的发热量
成因类型的影响 ：腐泥煤和腐植煤 煤岩组成的影响 ：镜质组、壳质组、惰质组 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 煤化程度的影响：元素组成的变化
Qb, ad >14.60kJ/g，或St, ad < 4.00%。 －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
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
三、粘结性烟煤热解过程 （2）胶质体的生成和固化阶段（300～550℃） Formation and resolidification of metaplast ● 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。
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
二 、煤热解过程主要的反应类型reaction type ● 煤的热解中的裂解反应 cracking reactions
● 一次热解产物的二次热解反应secondary pyrolysis reactions
● 煤热解中的缩聚反应condensation reactions
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
●一次热解产物的二次热解反应secondary pyrolysis
reactions
♣ 裂解反应cracking reactions ，如
C2H6 →C2H4＋H2
♣脱氢反应dehydrogenation ，如H 2 +3
CH2 CH2
C6H12
+
H2
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
三、粘结性烟煤热解过程
（1）干燥脱吸阶段（室温～300℃） drying and desorption （2）胶质体的生成和固化阶段（300～550℃） Formation and resolidification of metaplast （3）半焦转化为焦炭的阶段 Semicoke to coke
●一次热解产物的二次热解反应secondary pyrolysis
reactions
♣加氢反应hydrogenation ，如
OH
+
♣缩合反应 ，如
CH 3
H2
+ +
H 2O
+
NH 2
H2
CH4
+ C4H6
+
H
2
+ + NH32
2H
+
C4H6
+ 2H
2
第二节 煤的热解和粘结成焦性质
●煤热解中的缩聚反应 ♣ 胶质体metaplast固化过程的缩聚反应，主要是在热解 生成的自由基之间的缩聚，其结果生成半焦 semicoke/char。 ♣ 半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭coke。缩聚反 应是芳香结构脱氢dehydrogenation。