成焦机理
煤的热解与成焦机理
435 410 410 397 381 435 368 427 326～347 393 448 318
381 368 264 243 197 159 105 46 414 347 423 167
C－C键
CH2－CH3 C2H5－CH3 正－C3H7－CH3 异－C3H7－CH3 叔－C3H7－CH3 H2C＝CH－CH3 H2C＝CHCH2－CH3 C H2＝CH2 C H2＝CH－CH3 C H2＝CHCH2－CH＝CH2 C H2＝CHCH2－CH2CH＝CH2 CH≡CH C芳＝C芳（共轭）
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture(℃)
0.00
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
-0.25
-0.30 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture(℃)
a.定义 b.具体类型
（2）有机化合物化学键键能的一般规律 见下表
CH3－H C2H5－H 正－C3H7－H 异－C3H7－H 叔－C3H7－H H2C＝CH－H H2C＝CHCH2－H C6H5－H C6H5CH2－H C6H5CH2CH2－H C10H7－H C10H7CH2－H
C－H键
C－C键（芳烃）
（3）煤热解中的缩聚反应
1）胶质体固化过程的缩聚反应 2）半焦到焦炭的缩聚反应
9.3 脱挥发分动力学
9.3.1 等温研究 1）Δw –t曲线 2）反应动力学方程 K=1/t*ln（a/(a-x))
9.3.2 非等温研究（程序升温研究） TG-DTG曲线
乙烯裂解炉管的结焦机理及其防护措施
乙烯裂解炉管的结焦机理及其防护措施乙烯裂解炉管结焦是裂解工艺中常见的问题之一，主要是由于乙烯在高温下裂解生成的碳黑物质沈积在炉管内壁而导致的。
结焦会增加炉管的阻塞程度、降低传热效率，甚至会引起炉管损坏，严重影响生产运行。
乙烯裂解炉管结焦的机理主要有以下几个方面：1. 易结焦物质存在：乙烯裂解过程中，会产生一些易结焦的碳黑物质，如多环芳香烃等。
这些物质在高温下容易聚集在炉管内壁形成结焦。
2. 温度分布不均匀：乙烯裂解炉管内温度分布不均匀，部分区域温度偏高会加剧易结焦物质的形成。
为了预防乙烯裂解炉管结焦问题，可以采取以下防护措施：1. 控制乙烯裂解过程参数：合理控制乙烯裂解炉的操作参数，如温度、压力、速度等，以减少易结焦物质的生成和沉积。
可增加炉内空气流动，促进物质的扩散和排除。
2. 清洗和保护炉管内壁：定期对乙烯裂解炉管进行清洗，以去除已经沉积的结焦物质。
在炉管内壁上涂覆一层防结焦的保护层，减少结焦物质的附着。
3. 使用抗结焦材料：选用抗结焦能力强的材料制作炉管，如高温合金钢等，能够减少结焦物质的黏附和附着。
4. 提高传热效率：改善乙烯裂解炉的传热方式和热交换设备，提高传热效率，减少炉管温度梯度的差异，从而减少结焦的发生。
5. 定期检查和维护：定期对乙烯裂解炉进行检查，及时发现和处理炉内的结焦问题。
还要定期维护和更换炉管，以保持其良好的工作状态。
乙烯裂解炉管结焦是一个常见的问题，其机理主要包括易结焦物质的生成和沉积、温度分布不均匀以及炉管内物质的沉积。
为了预防结焦问题，需要合理控制裂解过程参数、清洗和保护炉管内壁、使用抗结焦材料、提高传热效率，并定期检查和维护炉管。
只有采取多种综合措施，才能有效防止乙烯裂解炉管结焦问题的发生。
煤化学 第五章(三)
流动度曲线
3.几种烟煤的基氏流动度曲线
图5-10
几种烟煤的基氏流动度曲线
四、罗加指数
1.测定罗加指数的方法要点：
将空气干燥煤样和标准无烟煤， 在坩埚内混合均匀并铺平，加上钢质 砝码，在850℃下焦化、后，称量m； 筛分→筛上物 m1 →筛上物装入罗加转 鼓中转磨→筛分→筛上物 m2 →筛上物 在转鼓中重复转动→筛分→筛上物 m3 →筛上物再一次进行转鼓试验→筛 上物m4。
图5-6为一典型烟煤的体积膨胀曲线示意图。 T1——软化温度，即膨胀杆下降 0.5m时的温度（℃）； T2—— 开始膨胀温度，即膨胀杆下降到最低点后开始上 升的温度（℃）； T3——固化温度，膨胀杆停止移动时的温度（℃）； a——最大收缩度，%； b——煤的膨胀度，%。
图 a 为典型烟煤的体积膨胀曲线，煤的膨胀曲线 超过零点后达到水平，这种情况称为“正膨胀”；
煤的黏结性和结焦性关系： 结焦性包括保证结焦过程能够顺利进 行的所有性质，黏结性是结焦性的前提和 必要条件。
测定煤黏结性和结焦性的方法可以分为 以下三类： （1）根据胶质体的数量和性质进行测定，如 胶质层厚度、基氏流动度、奥亚膨胀度等。 （2）根据煤黏结惰性物料能力的强弱进行测 定，如罗加指数和黏结指数等。 （3）根据所得焦块的外形进行测定，如坩埚 膨胀序数和葛金指数等。
将粒度小于0.15mm的煤样10g与1mL
水混匀，在钢模内按规定方法压制成煤笔
（长 60mm ），放在一根内部非常光洁的标
准口径的膨胀管内，其上放置一根连有记录
笔的能在管内自由滑动的钢杆（膨胀杆）。
二、奥亚膨胀度
将上述装置放入已预热到 330℃的电炉 中加热，升温速度保持 3℃/min 。加热至 500 ～ 550℃为止。在此过程中，煤受热达 到一定温度后开始分解，首先析出一部分挥 发分，接着开始软化析出胶质体。随着胶质 体的不断析出，煤笔开始变形缩短，膨胀杆 随之下降——标志煤的收缩。
煤的焦化过程及机理
—、煤的热解及分类煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是将煤在隔绝空气的条件下加热，煤在不同温度下发生一系列的物理变化和化学反应，生成气体(煤气)、液体(焦油)和固体(半焦或焦炭)等产物的过程。
煤的热解按照不同的方法有多种分类。
按照热解温度可分为低温热解(500~700℃)、中温热解(700~1000℃)和高温热解(1000~1200℃)。
按照加热速度可分为慢速热解(<1K/s)、中速热解(5~100K∕s)和闪速热解(500〜106K∕s)。
按照热解气氛可分为惰性热解(不加催化剂)、加氢热解和催化加氢热解。
按照固体颗粒与气体在床内的相对运动状态分为固定床热解、气流床热解和流化床热解等。
按照加热方式可分为内热式、外热式和内外热并用式热解。
按照热载体方式可分为固体热载体、气体热载体和气‐固热载体热解。
按照反应器内的压力可分为常压热解和加压热解。
二、煤的焦化煤的焦化又称煤炭高温干馏，是以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其他化工产品的一种煤转化工艺。
煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品四类。
1、炼焦用煤及其结焦特性炼焦用煤主要有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，它们的煤化程度依次增大，挥发分依次减小，因此半焦收缩度依次减小，收缩裂纹依次减少，块度依次增加。
以上各种煤的结焦特性如下：(1)气煤气煤的煤化程度较小，挥发性大，煤的分子结构中侧链多且长，含氧量高。
在热解过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂，所以生成了较多的胶质体，但黏度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。
在生成半焦时，分解出大量的挥发性气体，能够固化的部分较少。
当半焦转化成焦炭时，收缩性大，所以，成焦后裂纹最多、最宽、最长，大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。
配煤炼焦时加人适当的气煤，可以增加焦炭的收缩性，便于推焦和保护炉体，同时可以得到较多的化学产品。
我国气煤储存量大，在炼焦时应尽量多配气煤，以合理利用炼焦煤资源。
炼焦车间四大车等级考试参考资料
职业技能标准知识要求1.焦化生产工艺流程。
2.成焦机理。
3.焦炉基建与开工的一般知识。
4.煤焦车的设备性能。
5.焦炉开工前的准备步骤。
6.焦炉生产能力确定的原则。
7.新技术.新工艺的使用知识。
8.煤焦车用仪器、仪表知识。
9.关于爆炸、中毒和人身事故抢救等常识。
技能要求1.运用新技术装备操作煤焦车。
2.判断处理设备故障。
3.全面操作煤焦车。
4.协助检查和安装调试有关设备。
5.观测和维护电压表、电流表风压表等仪表。
6.指导初、中级司机进行安全生产，并能提出改进设备和工艺的合理化建议。
7.参与技术分析和对处、中级工进行培训。
工作实例1.根据焦炭成熟情况，判断焦炉加热系统中存在的问题。
2.进行炉门崩脱的应急处理。
3.煤焦车机械和电机运转声音不正常的停车检查。
4.能使用配置的工具、设备、处理紧急事故。
5.对本岗位生产技术和安全进行分析，并提出建议。
理论知识鉴定试题（范例）一、是非题（在题后括号内作记号，“v”表示对，“x”表示错；每题一分，共20分）1、空压机不需要反转。
（v）2、煤斗装煤不需要考虑顺序（x）3、煤斗下不得煤可以放空。
（x）4、装炉煤中的铁器装入炉内无损坏。
（x）5、煤塔内的杂物是无害的。
（x）6、推焦杆的前后活牙是安全装置。
（v）7机头电机可以短时间堵砖（即通电而电机不转），其它电机不可以。
（v）8、拦焦车上部的挡辊必须能够砖动。
（v）9、车道不平是机车掉道的原因之一。
（v）10、车轮打滑（空转）是造成机车强雷振动愿意之一。
（v）11、硅砖的优点之一是荷重软化点高。
（v）12、粘土砖的缺点之一是荷重软化点低。
（v）13、无风时，推焦车走行闸是打开的。
（x）14、煤焦车轨道端部都有安全挡。
（v）15、熄焦车可同时装两炉焦炭（x）16、开车打倒车，可造成机械损坏。
（v）17、推焦杆三角架下的磨板在磨损严重的时更换。
（v）18、推焦杆齿条与大齿轮的间隙可大、可小。
（x）19、炭化室装煤缺大角，影响交谈的质量。
煤炭常用术语大全
煤炭常用术语大全煤coal植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩。
煤的品种Categories ofcoal 以不同方式加工成不同规格的煤炭产品。
标准煤Coalequivalent凡能产生29.27MJ的热量（低位）的任何数量的燃料折合为1kg 标准煤。
毛煤Run-of-minecoal 煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤。
原煤Rawcoal从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤。
商品煤Commercialcoal ；salablecoal 作为商品出售的煤。
精煤cleanedcoal煤经精选（干选或湿选）后生产出来的、符合质量要求的产品。
中煤Middings 煤经精选后的热值、灰分介于精煤和矸石之间的产品。
洗选煤Washedcoal 经过洗选后的煤。
筛选煤Screenedcoal ；sievedcoal 经过筛选加工的煤。
粒级煤Sizedcoal煤通过筛选或精选生产的，粒度下限大于6mm并规定有限下率的产品。
粒度Size 颗粒的大小。
限上率Oversizefraction筛下产品中大于规定粒度上限部分的质量百分数。
限下率Undersizefraction筛上产品中小于规定中的粒度下限部分的质量百分数。
特大块Ultralargecoal(>100mm) 大于100mm的粒级煤。
大块煤Largecoal(>50mm) 大于50mm的粒级煤。
中块煤Medium-sizedcoal(25 ～50mm)5～50mm的粒级煤。
小块煤Smallcoal(13 ～25mm)13～25mm的粒级煤。
混中块Mixedmedium-sizedcoal (13～80mm)13～80mm的粒级煤。
混块Mixedlumpcoal(13 ～300mm)13～300mm之间的粒级煤。
粒煤Peacoal(6～13mm) 6～13mm的粒级煤。
混煤Mixedcoal(>0 ～50mm)0～50mm之间的煤。
煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析
煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析一、本文概述随着全球能源结构的转变和环保意识的增强，煤系针状焦作为一种清洁、高效的炭材料，其在能源、化工、冶金等领域的应用逐渐受到重视。
煤系针状焦的原料在成焦过程中，其RD（即径向和轴向）结构的演化与调控对于最终产品的性能具有决定性影响。
因此，深入研究煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析，对于提升产品质量、优化生产工艺、推动煤系针状焦的产业化发展具有重要意义。
本文旨在通过系统研究煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构变化，揭示其成焦机理，为煤系针状焦的生产提供理论依据和技术指导。
本文将概述煤系针状焦的基本性质和应用现状，阐述研究背景和研究意义。
详细介绍实验原料、实验方法以及结构分析手段，确保研究的科学性和可靠性。
接着，通过对比分析不同成焦阶段煤系针状焦原料的RD结构特征，探究其结构演化规律。
结合实验结果，讨论成焦过程中RD结构调控的关键因素，提出优化成焦工艺的建议和展望。
通过本文的研究，期望能够为煤系针状焦的生产实践提供理论支持，促进煤系针状焦产业的可持续发展，同时为推动相关领域的研究进展做出贡献。
二、煤系针状焦原料的基本特性煤系针状焦原料是一种特殊的炭化材料，其独特的物理和化学性质使其在成焦过程中表现出显著的特点。
煤系针状焦原料主要来源于煤焦油，经过一系列复杂的热处理和化学转化过程，形成了具有针状结构的焦炭。
煤系针状焦原料具有较高的挥发分含量，这意味着在炭化过程中，大量的挥发性物质会逸出，影响成焦的结构和性能。
挥发分主要包括轻质烃类、酚类、萘类等化合物，它们在成焦过程中会发生热解和缩聚反应，对针状焦的形成和发展起到关键作用。
煤系针状焦原料的灰分含量较低，这意味着其杂质含量相对较少，有利于制备出高质量的针状焦。
灰分主要由无机矿物质组成，如氧化铝、二氧化硅等，它们在成焦过程中不易被热解或缩聚，因此通常以颗粒状存在于焦炭中，对针状焦的结构和性能产生一定影响。
炼焦
a煤的成焦过程主要分哪几个阶段？各阶段有什么特点？炼焦过程涉及哪几类化学反应？成焦过程可分为煤的干燥预热阶段（‹350℃）、胶质体形成阶段（350~480℃）、半焦形成阶段（480~650℃）和焦炭形成阶段（650~950℃）。
1煤的干燥预热阶段煤由常温开始受热，温度逐渐上升，，煤料中水分首先析出，然后煤开始发生热分解，2胶质体形成阶段当受热温度在350~480℃左右时，煤热解有气态、液态和固态产物出现胶质体。
由于胶质体透气性不好，气体析出不易。
产生了对炉墙的膨胀压力。
（１）胶质体具有“温度间隔”。
温度间隔是指胶质体从产生到固化的温度范围，它反映出胶质体热稳定的程度。
显然，温度间隔愈大，胶质体的热稳定性愈好，有利于煤粒之间充公接触和相互粘结。
（２）胶质体有流动性。
流动性好说明胶质体容易填充煤粒之间，使煤容易相互粘结，但流动性好，不一定说明胶质体的粘结性好，只有流动性好、温度间隔大的胶质体的粘结性才好。
（３）胶质体有膨胀性。
胶质体形成后，其中的气体产物析出便受到胶质体阻碍，若胶质体比较粘稠的话，气体就不容易析出，胶质体便膨胀。
胶质体有助于粘结性变好，因为一定阻力，可使胶质体填充到煤粒之间，达到煤粒接触粘结的目的。
（４）胶质体的不透气性。
胶质体产生后，气体产物受到胶质体本身阻碍。
这种阻碍气体析出的难易程度称为胶质体的不透气性。
显然，透气性好，说明胶质体不粘稠，产生的气孔多，会增加煤粒之间的间隙。
3半焦形成阶段当超过胶质体固化温度时，则发生粘结现象，产生半焦，在由半焦形成焦炭的阶段，有大量气体生成，半焦收缩，出现裂纹，当温度超过650℃左右时，半焦阶段结束。
4焦炭形成阶段半焦阶段结束，开始由半焦形成焦炭，一直到950~1050℃时，焦炭成熟，焦炭过程结束。
炼焦过程涉及化合反应分解反应复分解反应氧化还原反应。
b配煤炼焦的基本原理？配煤炼焦时除了按加和方法根据单种煤的灰分、硫分控制配合煤的灰分、硫分以外，要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内煤料处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。
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成焦机理主要有
1、胶质层叠加原理
2、中间相成焦机理
3、塑性成焦机理
机理一一中间相理论
液晶是指界于固相和液相之间的一种特殊相，也叫中间相。
它既部分保留了晶体的远程有序性，又有液体的某种性质如流动性。
液晶有三种，即向列相、近晶相和胆街相，其中向列相与煤的碳化物十分相似.碳化过程的液晶结构首先由Br。
ks和Tayl。
:发现，后来由电子衍射技术加以证明，是层状向列型的.
? 煤在碳化时，在约400℃开始形成热可塑相或液相(中间相)，在进行分解、脱水、缩合反应的同时，挥发分逸出，粘度增加，在约550℃时则开始固化，在这个过程中产生细气孔和龟裂，最后形成多孔固体物质.碳化系统的流动性是决定焦炭最终光学结构的形状和尺寸的最主要因素。
中间相连续地在一个宽广升温带中形成随着温度升高发生两种相对抗的过程.一种是连续在中间相内部的跨接，其结果降低了中间相的流动性。
另一种是随着温度的提高，其流动性增加。
如果流动性足够高，中间相小球体互相接触时，以极快的速度互相结合，变成了一个较大的单体，使这个过程继续进行，各向异性得以发展.如果流动性不够高，则中间相在互相接触时就不能互相结合，而各保持其原状.因此焦炭的光学结构决定于碳化过程中间相的结合程度，只有聚合的中间相保持高流动度(低粘度)才能使各向异性充分发展生成条型各向异性炭。
如中间相没有能力融并而生成细粒镶嵌，很小的中间相单元仅仅压缩成镶嵌结构。
中间相的生成条件是严格的，其过程很复杂，并且影响因素也很多.首先进行热解物料的组成分子的化学活性不能太高，否则在碳化早期温度很低时分子就会相互作用而聚合，使系统粘度增加而不利于中间相的生成。
中间相生成阶段的温度和时间对中间相生成的影响是相辅相成的，在较低温度下停留较长时间和在较高温度下停留较短时间的效果是相似的。
反分子中有杂原子和官能团时，减少了中间相的形成和长大。
这是因为在中间相发展早期分间的交联使流动度过低而阻碍了分子的聚合.如果在形成中间相以前已发生了跨接，此过最终将生成各向同性炭。
在碳化初期，大分子的存在是中间相生长的决定因素，给中间相形态带来不良影响，其可动度受到限制，必然生成中、小域结构。
在碳化系统中高温分解粒阻碍中间相的发展，在原来所形成的中间相小球体周围的裂解炭将抑制甚至阻碍小球体融并。
?2焦炭的显微性质
焦炭的光学显微结构是将焦炭在树脂中成型。
并经磨光、抛光后，在偏光显微镜下观察到的结构。
焦炭的结构，特别是基本结构单元的尺寸和有序度，决定了焦炭的性质.
焦炭是由各向同性炭和各向异性炭的显微结构组成的。
各向同性炭是光学非旋光的，当旋转载物台时，其镜下状态是不变的，结构均匀，无一定形状。
各向异性炭是光学旋光的，
当旋转载物台时，其镜下状态由亮到暗地变化，当插入半波板(补色板)时，可以看到干涉色，旋转物台时，会转换颜色。
按英国纽卡斯尔大学北方炭素研究所(NCRL)的光学组织命名法的显微结构的分类如表l所示。
焦炭的本质和结构与原来煤的本质和结构截然不同.不同变质程度的煤生成的焦炭，其光学结构不同，焦炭光学结构的尺寸随其光学结构不同，焦炭光学结构的尺寸随着煤变质程度的降低而减小，各向异性组分降低。
低阶高挥发分煤生成的焦炭以各向同性为主，略带小尺寸的细粒镶嵌各向异性结构。
中等变质程度的主焦煤得到的焦炭光学结构从细粒镶嵌到流动状.高阶低挥发分煤生成的焦炭的光学结构尺寸最大，以片状(广域)为主.
焦炭是一种多孔材料。
气孔分布、龟裂和光学各向异性体等是影响焦炭强度的主要因素.焦炭中的裂纹主要是由于广域结构中的收缩裂纹所引起的.在各向同性炭中，脆性裂纹能引起贝壳状断面。
焦炭的镶嵌结构易于阻止裂纹的发展，使焦炭强度提高，而焦炭中的气孔却能推进裂纹发展.焦炭中的界面粘结不强易产生裂纹或裂纹伸向界面时沿着界面延伸使强度降低。
焦炭中各向同性和各向异性组分的连接处裂纹也易发展。
分散在气孔壁户的含碳惰性颗粒，加厚了气孔壁，提高了焦炭强度，孔壁的多孔质化，使得焦炭的强度下降.
反应性是高炉用焦的重要性质之一焦炭的光学组织是影响反应性的极为重要的因素，不同的光学组织对CO2的反应性影响是不同的。
各向同性炭对C02的反应性比各向异性炭大得多，反应性随着各向异性组织的发达而明显降低.而从深入焦炭内部的选择气化来看，镶嵌组织与CO2反应时，均匀地在表面形成疵点，故其对显微强度影响小。
尺寸大的广域、流线广域等与CO:反应时，裂纹扩展并延伸形成深沟或空洞，显微强度下降。
焦炭气孔率大，孔数多反应性就强。
焦炭灰分中的碱性成分(如FeZo:、乓0等)对C。
:反应性具有催化作用。
?3添加剔对煤的改质一一共碳化
由于主焦煤量愈来愈少，因此不用或少用主焦煤的配煤方法得以发展.大量采用非粘结煤与弱粘结煤，通过添加剂从化学、物理性能上对这些煤进行改质，在共碳化过程中达到类似优质炼焦煤的水平，以改善焦炭的质量。
在这方面，国际上近年来进行了大量的研究。
添加粘结剂能够改善低阶煤焦炭的质量，其改质的效果在于粘结剂与煤相互作用产生一种新的具有镶嵌结构的中间焦的能力。
这种中间焦既不同于煤也不同于粘结剂得到的焦炭，而是具有介于两者之间的中间光学结构的焦炭。
这种中间焦的生成加强了焦炭界面的粘结，遏制了裂纹的发展，改善了焦炭的显微结构。
各向异性发展的程度既取决于煤的种类，或更确切地说取决于煤的熔融性，又取决于添加剂。
hida等认为添加剂的芳香性和脂环成分对低阶煤的改质效果是有利的。
至于添加剂的用量对改质程度的影响，他们指出在共碳化过程中用于改质的实际用量，应作为改质活性更为定量的尺度，而添加剂单独碳化时的焦炭产率可以作为这一因素的适宜参数。
一般地说，焦炭产率高点好。
另外，添加剂经过适当的提质处理如酸化催化等也可以提高其芳香度和脂环数，使改质效能提高。
Marsh系统地研究了石油沥青与不同变质程度煤的相互作用，并且对焦炭微观组织进行了综合研究。
他用一种强的改质沥青A:。
石油沥青与不同变质程度煤作用，发现对无烟煤无改质作用，对于低阶非粘结煤，在共碳化过程中，其各向同性炭可全部或大部分转化成各向异性结构。
碳化时加热速度增加，改质作用随之增加，这是由于加热速度增加使得液相的流动度提高，挥发分的析出速度低于液相的产生速度而使液相增加的缘故。
日本神户钢铁公司在中心实验室进行了添加剂改善焦炭质量的小型炼焦试验。
试验结果表明，焦炭的质量不仅取决于煤的种类和添加剂的性质，还取决于添加剂的添加方式。
Mochida 等的研究表明，石油沥青，特别是经过加氢处理以后，尽管采用的煤为非易熔性的煤，也显示了优良的改质活性。
与此相对照的煤焦油沥青(CTP)对这种煤的改质活性是非常有限的.添加剂中的环烷烃，在共碳化过程中导致这种煤的熔融及各向异性的发展起着重要的作用。
CTP
虽有较高的芳香性，然而它的改质能力非常有限，说明高芳香性对煤的碳化性能的改善是不力的。
不易熔的煤通过酸洗处理后，发现其改质敏感性得到加强(即焦炭光学结构改善)，说明某些溶于酸中的矿物质对煤的热解和熔融有重要的影响。
低阶煤经由熔化或溶解阶段及中间相的生成，可产生焦炭的各向异性结构。
熔融煤自己能够产生液相，但非易熔煤需要通过某些方法使其溶解.因此，非易熔性煤液化需要具有高液化活性的添加剂.低阶煤通常是非易熔性煤，所以较难改质产生各向同性炭，对添加剂的活性要求较高.
4共碳化化学一一传氢理论
由于煤与沥青等添加剂的化学组分十分复杂，因此用共碳化制造合格焦炭的化学原理不能用炭化过程的热裂解化学来确切地解释。
曾经有人提出环烷烃基团和芳烃环系促进生成较大尺寸的光学结构;而当有杂原子和官能团存在时，则生成较小尺寸的光学结构.近几年，“传氢”理论已被用于讨论共碳化时中间相的发育过程。
根据这种理论，添加剂作为传递介质把氢从一个煤分子传递到另一个煤分子，而氢稳定了煤中的自由基团，使它获得较低粘度并能使流动相延续一个较长的温度区间，有可能形成各向异性炭.
并不是所有的添加剂都是好的改质剂，新固相也即焦炭就是由这些基团组合而成的.如这些自由基可以得到抑制不致于过早碳化，则焦炭的光学结构就可以改善，并且抑制作用又将导致更多的中间相和各向异性炭的形成。
氢对热解产生的某些基团有稳定作用。
这与通过添加供氢添加剂转移到碳化过程产生的基团有关。
由于其它活性基团受氢的稳定作用的影响，阻止了煤过早生成焦炭，而使添加剂能充分地与煤发生化学作用，通过中间相的形成，终形成一个新的有益的光学结构。
Marsh等人对供氢添加剂用于碳化系统进行了研究，观察到给系统加二氢葱后，焦炭的光学结构尺寸增大了。
添加剂可改善碳化。