煤热解技术
7第六章 煤的热解技术
• 煤的热解过程： • 1、芳香环之间的桥键断裂，形成自由基； • 2、自由基部分加氢生成甲烷、其他脂肪煤 和水，它们从煤颗粒中扩散出来； • 3、与此同时，较大分子量的自由基被饱和， 产生中等分子量的焦油，并从煤颗粒中扩 散出来； • 4、大分子量物质固化缩合形成半焦乃至焦 炭，并释放出氢气。
第六章 煤的热解技术
煤的热解
• 煤的热解也称煤的干馏或热分解 • 煤的热解作为一种单独的加工方法，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的 复杂过程，生成气体、液体和固体• 一、煤的热解分类 • 按热解温度可分为低温（500-700℃）、中温（700-1000 ℃ ）和高温（1000-1200 ℃ ）热解。 • 按加热速度可分为慢速（<1K/s）、中速（5-100K/s）、 快速（500-106K/s）和闪速（>106K/s）热解。 • 按气氛可分为惰性气氛热解（不加催化剂）、加氢热解和 催化加氢热解。 • 按固体颗粒与气体在床内的相对运动状态分为固定床、气 流床和落下床等热解。 • 按加热方式可分为内热式、外热式和内外热并用式热解。 • 按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。 • 按反应器内的压力可分为常压和加压热解。
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展一、引言低阶煤是一种质量较差、热值低的煤炭资源，占据了我国煤炭资源的绝大部分。
然而，低阶煤在燃烧和利用过程中存在着许多问题，如高含灰量、高含硫量、易发生自燃等，对环境造成了严重污染。
为了充分利用这些资源并减少对环境的影响，我国近年来加大了对低阶煤热解提质技术的研究力度，取得了一系列研究成果。
本文将对我国低阶煤热解提质技术的现状及研究进展进行全面评估和探讨。
二、低阶煤热解提质技术现状1. 低温干馏提质技术低温干馏是一种对低阶煤进行热解处理的技术，通过对低温下的热解过程进行控制，实现低阶煤中有机质的裂解和提质。
该技术在我国早期被广泛应用，但由于设备简单、成本低、能够有效处理一些低级煤种等优点，目前仍在一些地区得到应用。
2. 高温高压条件下的热解技术随着煤炭加工技术的不断发展，高温高压条件下的热解技术逐渐受到重视。
在高温高压条件下，低阶煤中的有机质能够更充分地裂解，提质效果更加显著。
这种技术相较于低温干馏技术，虽然设备投入和运行成本较高，但能够得到更高品质的煤炭产品。
3. 生物质共热解技术生物质具有较高的固定碳含量和较低的硫、磷等杂质含量，可以作为优质的热解剂。
通过生物质与低阶煤的共热解，不仅可以提高低阶煤的质量，还可以减少环境中的二氧化碳排放量，是一种可持续发展的解决方案。
三、低阶煤热解提质技术的研究进展1. 热解条件优化近年来，研究人员通过实验和模拟等手段，对低阶煤热解过程中的温度、压力、反应时间等条件进行了优化，使得热解过程更加高效、节能。
2. 催化剂的应用催化剂在低阶煤热解提质过程中发挥着重要作用。
研究人员通过引入合适的催化剂，可以有效地降低热解温度，提高反应速率，从而实现低阶煤的高效提质。
3. 热解产品的利用除了提高低阶煤的热值和质量外，研究人员还通过进一步对热解产物进行加工利用，生产出更多高附加值的化工产品、燃料等。
四、个人观点和理解低阶煤热解提质技术是我国煤炭资源利用的重要领域，也是解决环境污染和能源短缺的关键之一。
煤热解技术资料
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤热解中的宏观变化
后期斜率接近
后期规律接近
初
累积失重（％）
初期差别明显
期
斜
率
差
别
很
大
不同煤的热解行为 残焦的热解行为类似
煤不同组分热解残焦的分解行为 残焦的热解行为类似
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤热解中的宏观变化
失重速率与加热速率的关系
特点：间接加热，低加热速度，长时间加热，无载气吹扫
炭化室煤料温度和成焦层分布
7
郭树才《煤化工工艺学》2006
成焦层分布
煤的快速热解化学
快速热解：
升温速度 > 炼焦过程（<10 oC/min） 升温速度：102－107 K/min 主要现象：焦油量增加
西方石油公司 煤粉与热半焦混合，升温速率达17000 oC/min
煤化过程
脱挥发分、缩聚过程 －温和、长期热解
不同煤阶煤的性质变化 ←→ 热解残焦的性质变化
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与显微组分密度的关系
煤化程度与孔隙率的关系
密度
密度最小
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与润湿热的关系
煤化程度与可磨性的关系
甲醇润湿热（j/g） 可磨性系数HGI（％）
导电率转折
空气干燥煤样
干煤样
Cdaf (%)
介电常数最小
Cdaf (%)
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与比磁化率的关系
比磁化率 转折
煤化程度与溶解度参数的关系
粉煤热解的工艺流程
粉煤热解的工艺流程一、粉煤热解的原理粉煤热解过程是将粉煤在高温条件下进行气化和裂解反应，生成煤气、焦炭、焦油和灰渣等产物。
由于煤气中含有一定量的一氧化碳、氢气和甲烷等气体，因此可作为燃料或原料用于燃烧或化工生产中。
而焦炭可以作为还原剂或燃料，焦油可用作化工原料，灰渣可以用于建筑材料制备或填充材料等。
粉煤热解的过程是一种高温裂解过程，由于裂解温度较高，因此可以得到高质量的产品。
二、粉煤热解的工艺流程粉煤热解的工艺流程主要包括煤粉制备、热解气化、气体净化、热能回收和产品分离等几个步骤。
1. 煤粉制备首先需要将原料的煤进行破碎和磨粉处理，将煤破碎成符合反应要求的颗粒度，并将煤粉进行干燥处理，以确保气化反应能够正常进行。
通常可以采用煤破碎机、煤粉磨机、干燥机等设备进行处理。
2. 热解气化煤粉经过制备后，投入到热解气化炉内，煤粉在高温条件下经过气化和裂解反应，生成煤气和焦炭等产物。
热解气化炉通常采用顶部喷射、底部喷射或旋风气流等方式进行气化，以保证反应均匀和高效。
3. 气体净化煤气在热解气化过程中会含有一定量的尘埃、焦油和硫化氢等有害成分，因此需要通过冷却、除尘和脱硫等方式进行净化处理。
通常采用冷凝器、旋风除尘器、湿式电除尘器和脱硫塔等设备进行处理，将纯净的煤气送入后续的利用环节。
4. 热能回收在热解气化过程中，会释放出大量的热能，因此可以通过余热锅炉、热交换器和蒸汽发生器等设备进行热能回收，以供热或发电等用途，提高能量利用率。
5. 产品分离在气体净化后，煤气可以用作燃料或化工原料，焦炭可以用作还原剂或燃料，焦油可以用作化工原料，而灰渣可以用于建筑材料制备等。
因此需要通过气体洗涤、焦炭处理、焦油分离和灰渣收集等方式，将各种产品分离出来，以供后续的利用。
总之，粉煤热解是一种高效的资源利用方式，通过热解气化过程可以得到多种产品，提高了煤的综合利用价值。
同时，也可以通过热能回收和产品分离等方法，实现高效能源利用和产品生产。
煤热解原理
煤热解原理煤热解是指煤在高温下分解为煤焦油、煤气和焦炭的过程。
这一过程是通过将煤加热到高温，使其内部的化学键断裂，从而释放出各种化合物。
煤热解是研究煤的结构和性质的重要手段，也是煤化学工业中重要的生产过程之一。
煤热解的原理是基于煤的组成和结构特点。
煤是一种含碳化合物，其主要成分是碳、氢、氧和少量的硫、氮等元素。
煤中的碳是其主要组成元素，占据了煤的大部分质量。
当煤加热到高温时，其内部的化学键会发生断裂，从而产生各种气体和液体产物。
煤热解的过程可以分为两个主要阶段：干馏和蒸馏。
在干馏阶段，煤中的挥发分开始被释放出来，形成煤气和煤焦油。
煤气主要由一氧化碳、二氧化碳、甲烷等组成，而煤焦油则是一种具有复杂化学结构的液体。
在蒸馏阶段，煤焦油继续分解，产生更多的煤气和焦炭。
焦炭是煤热解的固体产物，其主要成分是碳。
煤热解的温度和反应时间对产物的分布和性质有重要影响。
通常情况下，较低的温度和短的反应时间会产生较多的煤焦油，而较高的温度和较长的反应时间则会产生较多的煤气和焦炭。
此外，煤热解的反应速率也会随着温度的升高而增加。
煤热解的产物具有广泛的应用价值。
煤焦油可以用作涂料、沥青、染料、塑料等的原料，也可以通过进一步处理得到高附加值的化学品。
煤气可以作为燃料用于发电、供热等，也可以用于合成天然气、液化石油气等。
焦炭是冶金工业中重要的还原剂和燃料，也可以用于制造电极、碳素材料等。
煤热解技术的发展与应用对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。
通过研究煤热解的机理和控制方法，可以提高煤热解的效率和产物的质量，减少对环境的影响。
同时，煤热解也为煤炭资源的综合利用提供了新的途径和思路。
煤热解是一种重要的煤化学过程，通过加热煤使其分解产生煤焦油、煤气和焦炭。
煤热解的原理基于煤的组成和结构特点，通过断裂化学键释放出各种化合物。
煤热解的产物具有广泛的应用价值，对于煤炭资源的高效利用和能源结构的优化具有重要意义。
煤热解技术的发展与应用是当前煤化工领域的研究热点，也是实现绿色低碳发展的重要途径之一。
煤热解原理(一)
煤热解原理(一)煤热解什么是煤热解煤热解是一种将煤转化为有用化学品和能源的过程。
它是一种煤化学处理技术，通过在高温和缺氧条件下对煤进行加热分解，将煤中的有机物转化为气体、液体和固体产品。
煤热解原理煤热解的原理是在充分加热的情况下，煤中的有机质分解产生气体、液体和固体副产品。
这个过程可以通过以下几个步骤来解释：1.脱挥发分：在煤热解过程中，首先煤中的挥发分会被蒸发出来，形成煤气。
这个过程被称为脱挥发分。
2.减挥发分：继续升温将煤中的有机质分解为液体和固体产物，同时释放出大量的气体。
这个过程被称为煤减挥发分。
3.炭化反应：在高温下，煤中的碳会逐渐形成炭化物。
这个过程类似于煤变为焦炭的过程。
煤热解产品煤热解可以产生多种产品，包括以下几类：1.煤气：煤热解过程中，脱挥发分释放出的气体可以被收集，经过净化后可用于发电、供热等用途。
2.煤焦油：煤热解过程中，减挥发分产生的液体产品。
煤焦油可以用于制备化工原料、润滑油等。
3.煤焦炭：煤热解过程中，炭化反应产生的固体产物。
煤焦炭常用于炼钢、制造电极等领域。
煤热解技术应用煤热解技术在能源和化工领域有广泛的应用，包括以下几个方面：1.煤热解发电：通过煤热解产生的煤气，可以用于发电，减少对传统燃煤发电的依赖，降低对环境的影响。
2.煤热解化学品制备：通过煤热解产生的煤焦油，可以制备出各种化工原料，例如苯、甲醇等，为化工行业提供了新的原料来源。
3.煤热解炼钢：煤焦炭作为高质量的炭素材料，被广泛应用于炼钢过程中，提高了炼钢的效率和产品质量。
煤热解的优势和挑战煤热解作为一种煤化学处理技术，具有以下优势和挑战：优势：•能源多样化：煤热解可以将煤转化为多种形式的能源，减少对石油等传统能源的依赖。
•化工原料多样性：煤热解可以产生多种化工原料，为化工行业提供了更多的选择。
•低碳排放：煤热解过程中可以控制废气中的排放物，降低了温室气体的排放。
挑战：•高温高压条件：煤热解需要在高温高压的环境下进行，对设备和工艺条件要求较高。
煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术
煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源，在现代工业发展中起到关键作用。
然而，传统的煤炭利用方式存在一些问题，如煤炭的高效利用以及对环境的污染等。
为了解决这些问题，煤炭热解与煤制气技术应运而生。
本文将重点介绍煤炭热解与煤制气技术的原理、应用及前景。
一、煤炭热解技术煤炭热解是指在高温（500-1000摄氏度）和缺氧（或无氧）条件下，将煤炭分解为气体、液体和固体产物的过程。
这种热解过程可以利用石油炼制过程的废气，或者通过专门设计的煤气化设备进行。
1. 煤炭热解的原理煤炭热解的原理是将煤炭中的有机成分分解为可燃气体、焦炭和液体产物。
在热解过程中，煤炭中的挥发分子和焦油分子被释放出来，而不可燃的矿物质则留在焦炭中。
这种反应可以通过控制热解温度和施加适当的压力来调节产物的比例。
2. 煤炭热解的应用煤炭热解技术具有广泛的应用前景。
首先，它可以将煤炭中的有机物质转化为可燃气体，用于供热和发电。
其次，通过热解后产生的焦炭可用于冶金和化工行业。
此外，煤炭热解还可以产生液体燃料，如煤油和煤焦油，用于交通运输和化工领域。
3. 煤炭热解技术的前景煤炭热解技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。
它可以提高煤炭利用效率，减少温室气体排放，并降低对环境的污染。
此外，煤炭热解技术还可以减轻对传统石油资源的依赖，并为煤炭行业带来新的发展机遇。
二、煤制气技术煤制气技术是指通过气化反应将煤炭转化为合成气的过程。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以作为燃料或原料用于化学工业的合成反应。
1. 煤制气的原理煤制气是通过将煤炭与氧气或蒸汽进行气化反应，生成一氧化碳和氢气。
气化过程需要高温和压力条件下进行，煤炭中的有机物质被转化为可燃气体。
反应过程可以分为两个阶段，首先是煤的干馏反应，生成挥发分子；然后是气化反应，将挥发分子转化为一氧化碳和水蒸气。
2. 煤制气的应用煤制气技术在化工和能源领域有广泛的应用。
合成气可以作为燃料供应给燃气锅炉、燃气轮机和内燃机等设备，用于供热和发电。
煤炭原位热解
煤炭原位热解煤炭原位热解（in-situ gasification of coal）是指通过炼焦炉或其他高温设备直接在地下把煤炭转化为可燃气体。
煤炭原位热解是一种非常有前景的技术，可以解决煤炭资源开采过程中的一系列环境和安全问题，并为能源供应提供更多选择。
煤炭原位热解的原理是利用高温氧化炉或其他高温设备将煤炭加热，使其内部的碳氢化合物分子裂解成可燃气体。
这些可燃气体（如氢气和一氧化碳）可以作为能源供应、燃料或化学原料。
煤炭原位热解的优势在于可以直接在地下进行，避免了地面开采煤矿所带来的安全和环境问题。
煤炭原位热解技术虽然很有潜力，但目前仍面临一些挑战。
首先，高温设备和技术的开发和应用需要大量投资和研发工作。
其次，煤炭原位热解会产生大量的废气和固体废弃物，如二氧化碳、一氧化碳和灰渣等。
这些废弃物的排放和处理是一个重要的环境问题。
最后，煤炭原位热解还需要解决与地质条件和地下水保护相关的技术问题。
然而，尽管存在挑战，煤炭原位热解的潜力仍然吸引了人们的关注。
它可以提供一种新的、可持续的煤炭利用方式，为煤炭资源开发提供更多选择。
通过煤炭原位热解可以充分利用煤中的各种有价值的化学成分，并减少对化石燃料的依赖。
同时，煤炭原位热解技术还可以实现二氧化碳的捕集和利用，在减少温室气体排放方面具有巨大潜力。
目前，煤炭原位热解技术已经在一些国家进行了试验和应用。
例如，中国在山西、陕西等地开展了大规模的煤炭原位热解试验。
同时，美国、澳大利亚等国家也在积极探索这一技术的应用。
各国的实践经验和研究成果将为煤炭原位热解技术的发展提供重要的参考和借鉴。
综上所述，煤炭原位热解是一种非常有前景的技术，可以解决煤炭开采过程中的一系列环境和安全问题，并为能源供应提供更多选择。
尽管目前仍面临一些挑战，但随着技术的不断发展和进步，相信煤炭原位热解将会在未来发挥重要作用，促进能源转型和可持续发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 燃烧：焦中形成新含硫化合物
2-萘硫醇中硫的迁移机理
TPO Incorporate into char S TPD char H2S, SO2, COS + H2O, CO2 Polymerization
SO2
HS
SH TPD
React with char
sulfur
Char
• 硫氢自由基· SH的产生 •· SH 与焦反应: → 生成挥发性含硫化合物 → 生成（当时的）非挥发性含硫化合物, 部分在更高温度下热解 → 生成非挥发性含硫化合物，在燃烧中释放 · SH : 硫迁移的重要中间物种
空气干燥煤样
导电率转折
干煤样
Cdaf (%)
介电常数最小
Cdaf (%)
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与比磁化率的关 系 煤化程度与溶解度参数的关系
比磁化率 转折
？
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤物理性质的变化－两个区域
煤物理性质的变化 分两个区域，以含C 90％为界？？ 有机物 含C 90％ 炭（接近石墨？）
热解产生的H 加氢 加热断键 和自由基大小 相近的产物
自由基
缩聚
大分子 固体产物
热解和液化的差别和实质？
煤热解中的宏观变化
气 相 变 化
温度
0
脱气 脱水 析出焦油
析出煤气
固 相 变 化
100
200
300
400
500
600
700
800
900 1000
软化
固化
收缩→形成裂纹
熔融、流动、膨胀
煤 都 是 这 样 ？
重焦油 沥青质 20-30% 苯不溶 5-10%
H2 27% CO 30% CH4 22% C2+ 12% CO 8%
870
oC
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤的快速热解化学
大连理工 煤粉与热半焦混合（150 t/d） 褐煤： 500 －650 oC 焦油 4-14 % 粗汽油 0.5-0.8% 煤气 90-190 m3/t
S
2-naphthalenethiol
dibenzothiophene
二苄基硫醚
焦
215 oC
• 热解：单个甲苯（C7H8）逸出峰 → 硫自由基（· S· ）的产生 • 热解：气态含硫化合物中H、O、C, COS,SO2,H2S • 燃烧：焦中形成新含硫化合物
硫通过· S· 迁移
二苄基硫醚中硫的迁移机理
焦中孔隙结构的来源？
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤的成焦机理（另一种可能）
随温度的升高
胶质体
焦炭I 的尺度变化很小
煤
焦炭II
焦炭I
两种焦炭性质不一
煤粒软化，表面出 现含有气泡的胶质 体，体积膨胀
胶质体固化、外层 半焦壳破裂，体积 收缩，形成两种焦
所有的煤种都是这样？
煤的炼焦过程
特点：间接加热，低加热速度，长时间加热，无载气吹扫
不同煤阶煤的性质变化 ←→ 热解残焦的性质变化
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与显微组分密度的关系 煤化程度与孔隙率的关系
密度
密度最小
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与润湿热的关系 煤化程度与可磨性的关系
润湿热最小 甲醇在煤表面的 稳定性变化规律？
可磨性系数HGI（％）
焦油（％） 低温炼焦 酚类 碱类 萘 20-35 1-2 痕量 高温炼焦 1-3 3-4 7-12
H2
CH4
26-30
40-55
55-60
25-28
煤炼焦的化学产品
我国炼焦工业发达，年耗煤300 x 106（亿）吨，年产： 煤气 80 x 109 m3 焦油 9 x 106 t 粗苯 1.7 x 106 t 氨 0.5 x 106 t 甲醇 ？
干煤 三个阶段：干燥脱气 过程本质： 缩合为主
胶质体
半焦
焦炭 二次脱气 缩聚为主
活泼分解 解聚、分解为主
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤热解过程中的化学反应
煤热解：三个区间
区间一：分解温度（<350 oC）以下 －析出 H2O、CO、CO2、H2S、烷基苯、甲酸、草酸等 含氧物质为主 来源 反应
• H2S不参与硫迁移
焦炭上硫酸铁、硫酸锌的热解行为（无氢）
• 硫酸铁和硫酸锌 - 只生成SO2 200-750oC - SO2与焦接触 不生成其它含硫物 - SO2与焦接触 不在焦中生成 含硫结构 • SO2不参与硫迁移
煤热解中硫的迁移机理
H2 S, SO2 sulfur compound char heat char interaction H2 S, SO2 COS, CS2 s in char
最高温度815 oC
温度（oC）
加热速度（oC/s）
• 加热速率越快 －最大失重速率越大，失重峰温越高 －总失重量越大
行为与煤种有关！
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤热解中的宏观变化
热解
初期 不同煤种的行为差异很大→挥发分 后期 不同煤种的行为差异变小→半焦 煤化过程 脱挥发分、缩聚过程 －温和、长期热解
后期规律接近
不同煤的热解行为 残焦的热解行为类似
煤不同组分热解残焦的分解行为 残焦的热解行为类似
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
累积失重（％）
初期差别明显
初 期 斜 率 差 别 很 大
煤热解中的宏观变化
失重速率与加热速率的关系
失重速率（mg/min) 脱挥发分（wt％)
失重与加热速率的关系
Car-S键的共性
2-萘硫醇
SH
对甲苯基二硫
S
S
二者的热解、燃烧行为相同 • Car-S断键：280oC • 含硫热解产物，双峰（源于高的裂解温度） • 硫迁移到焦中
2-甲硫基噻吩
焦
215 oC
• 硫氢自由基· SH的产生 •· SH 与焦反应: · SH : 硫迁移的重要中间物种 → 挥发性含硫化合物（单峰） →非挥发性含硫化合物（燃烧中释放） → Cal-S：215oC断键
研究内容与方法
实验装置
载气
质谱
程序 升温炉 样品 反应器
数据 收集
800C
TPD TPO
温度
25C
时间
采用的含硫物质
有机硫
S S S
无机硫
黄铁矿硫 硫酸盐硫
benzyl sulfide
S SH
dibenzyl disulfide
S
S
2-(Methylthio)thiophene
SH
p-tolyl disulfide
.SH
热解中硫的迁移是自由基过程 · SH自由基：煤中硫迁移的核心中间物 H2：优先与· SH自由基反应，阻碍· SH与焦炭的反应
谢谢！
煤热解与焦化 技术
煤的热解及焦化过程
热解：热场中的分解（惰性气氛）－宏观过程 焦化：特定的热解过程－以焦炭产物为目的
挥发分 煤 气体
加热
固定碳
灰分 水分
液态（焦油） 焦（半焦、焦炭） 水
煤的工业分析（热解信息） －加热干燥 －干燥煤样在带盖的瓷坩埚中加热（900 oC）7 min －焦燃烧
煤热解过程
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤热解过程中的化学反应
煤热解：三个区间
区间三：550 oC → >900 oC －主要析出H2和CO －H2析出与芳碳网的长大相符合 －残焦向“隐晶假石墨”结构靠近
芳香部分的简单缩聚
－CO的析出来源与醚氧、醌氧、氧杂环 －H2与C可生成CH4 形成焦炭，但没有 石墨的层状结构
硫氢自由基 · SH : 硫变迁的重要中间体
Cal-S键的共性
二苄基硫醚
S
二苄基二硫
S
S
二者的热解、燃烧行为相同 • Cal-S断键：215oC • 热解产物 • 硫迁移到焦中
2-萘硫醇
焦
280 oC
• 热解：单个萘（C10H8）逸出峰 → 硫氢自由基（· SH）的产生 • 热解：气态含硫化合物中H、O、C的来源，COS,SO2,H2S
体积可变？
体积不可变？
煤热解残焦的性质变化？ 目前对煤热解残焦的认识很肤浅，尚未达到科学层次
煤的成焦机理
随温度的升高
煤
胶质体煤Βιβλιοθήκη 半焦煤焦煤粒软化，表面 出现含有气泡的 液体膜（胶质体）
外层液体膜固化 生成半焦， 中间有胶质体层
外层半焦壳 破裂，胶质 体流出
焦炭都是胶质 体形成的？ 煤都能变成 胶质体？
• 热力学数据：热解＋H → 甲苯和硫氢自由基· SH的产生
Incorporate into char S char TPO
SO2
S
SH
S
＋H
HS
React with char
H2S, SO2, COS+ H2O, CO2
Polymerization
TPD
Char
. CH
sulfur
2
＋H
· SH 与焦中的组份发生反应: → 生成挥发性含硫化合物 → 生成非挥发性含硫化合物
产物 萘、蒽 甲酚、二甲酚 吡啶、喹啉 沥青 H2、乙烯 塑料、染料、表面活性剂 合成树脂、农药、稳定剂、香料 生物活性物质 沥青焦、电极炭
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤中硫在热解中的变迁行为研究
－· SH自由基的核心作用
背景