煤热解原理
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。
煤热解反应过程及影响因素
煤热解反应过程及影响因素煤是一种具有广泛用途的化石燃料，其在发电、热水供应、重工业等领域得到了广泛应用。
煤的热解反应是指在高温条件下，煤中的高分子化合物转变为低分子化合物的过程。
本文将重点介绍煤的热解反应过程及影响因素。
煤的热解反应可以分成三个阶段：干馏、半焦化和炭化。
在这些过程中，煤的结构和化学成分都发生了变化。
下面将详细介绍这三个阶段。
1. 干馏阶段干馏阶段是指在煤内部发生的高分子热解过程，其最初温度一般在200℃左右。
当煤中的所含水分（以及其它挥发物）被蒸发后，煤中的高分子化合物（如素有机物、亚油有机物、氮有机物等）开始逐步降解，生成轻油、气态化合物和残炭。
这是煤热解过程的初级阶段。
2. 半焦化阶段半焦化阶段是指煤的主要失重阶段，此时温度已经升至400～600℃。
在这个过程中，生成的气体和液体被进一步分解，颗粒物质则逐渐黏结在一起，形成半焦或焦质，同时伴随着大量的挥发份释放。
这个过程是热解的重要阶段，因为它将煤的固体残留物转化为所需的燃料或原料。
炭化阶段是煤的最后一个重要阶段，也是煤热解的最终阶段。
温度在600℃以上时，半焦质中的碳原子开始重排，形成石墨晶体，最终残留下来的是炭质。
在这个阶段，挥发份的释放率已经非常低，而炭气形成的速度将越来越快，因此炭化过程是一个相对稳定的过程。
影响煤热解反应的因素主要包括煤的种类、温度、煤质及反应条件等。
以下是详细介绍：1. 煤的种类煤的种类对热解反应的影响非常大。
不同种类的煤在其成分、结构和性能等方面都有所不同，因此在热解反应中其化学反应途径和生成物也会不同。
比如说，气态产物中的CO 和CO2的比例会随着煤种的不同而有所变化，高灰烬煤的半焦化反应比低灰烬煤反应容易，但其炭化率却相对较高。
2. 温度温度是煤热解反应的重要因素之一。
煤的热解反应温度一般在200℃至800℃之间，具体温度取决于煤种和反应条件。
随着温度的升高，热解反应的速率和生成产物的热值将会增加。
洁净煤燃烧技术——煤的热解与气化ppt课件
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2020年5月3日
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一、简介
煤炭气化技术 煤炭气化是将固体（煤、半焦、焦炭）或液体燃料（水煤浆）与气化剂（空气、 氧气、富氧气、水蒸气或二氧化碳等）作用而转变成燃料煤气或合成煤气。
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三、煤气化技术主要工艺
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1、固定床气化
也称移动床气化。因为在气化过程中，煤料与气化剂 逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很 慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定气化床， 实际上，煤料在气化过程中的确是以很慢的速度向下 移动的，故以称为移动床气化
第一阶段：鼓空气燃烧煤蓄热，生产空气煤气
第二阶段：鼓水蒸气，生产热解煤气和水煤气
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2、煤炭地下气化方法及工艺
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总结
一、煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
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2、流化床气化（沸腾床气化）
以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂 直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体剧烈地运动 ，从而使得煤粒层几乎没有温度梯度和浓度梯度，从 而使得煤粒层内温度均一，易于控制，提高气化效率 。
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3、气化床气化
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Байду номын сангаас
4、熔浴床气化
也称熔融床气化，将煤粉和气化剂以切线方向 高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，池 内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的 分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐等 可熔融的金属。
项目三 煤转化为燃料的技术
任务一 煤的热解与气化技术
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任务一 煤的热解与气化技术
一、什么是煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
什么是煤解热
什么是煤解热？据中科合成油工程有限公司高级工程师唐宏青介绍，煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、兰炭的过程。
煤热解与煤液化、煤气化的区别有以下几点。
首先是工艺不同。
煤液化是将煤在高温下加氢裂解；煤气化是煤在高温条件下，以氧气、水蒸气或氢气作气化剂的一种反应；煤热解是一种加热蒸发的过程。
其次是得到的产品不同。
煤液化得到的是柴油、汽油；煤气化得到的是气体，比如煤气；煤热解能得到3种产品：焦油、煤气、兰炭。
此外，与煤气化比，煤热解产出的煤气量少；与煤液化相比，煤热解得到的燃料油比重大、密度高、十六烷值低，质量不如煤液化的好。
该技术最早产生于19世纪，起源于德国，发明之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气，由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术。
CCIN记者通过查阅科技文献发现，煤热解技术在19世纪就已出现，但受技术所限，生产的产品比较简单，当时主要用于制取灯油和蜡。
19世纪末，因电灯的发明，煤热解趋于衰落。
第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国出于战争目的，建立了大型煤热解厂，以褐煤为原料生产煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油。
战后，由于大量廉价石油的开采，煤热解再次陷于停滞状态。
煤热解在我国的历史也很久远。
早在1865年9月，英商就在我国上海的苏州河畔建成了中国第一座煤气厂，建设了水平式煤热解炉，向公共租界供应煤气。
此后，繁华的外滩、南京路一带开始启用煤气路灯，取代了早期的煤油灯。
直到上世纪50年代，我国很多城市用的煤气还是通过煤热解产生。
20世纪50年代，我国开始进行煤热解工艺的进一步开发和研究，主要是为了将其产业化，用于发展煤化工，洁净高效综合利用煤炭。
这些研究取得了一些进展，特别是在生产兰炭方面，北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所等单位，先后开发了不同工艺的煤热解技术。
煤化学 3 煤的热解
煤热解的影响因素
热解过程中产生的挥发分由可燃气体混合
物、二氧化碳和水蒸气等组成，其中可燃 气体主要包括一氧化碳、氢气、气态烃和 少量酚醛。
挥发分的质量和成分与其热解的条件有关，
主要取决于加热速率、加热的最终温度和 在此温度下的持续时间及颗粒尺寸等因素。
研究表明，随着加热温度的升高，挥发分
的总析出量及挥发物中气态和液态碳氢化
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对于不同煤种，大约在120～450℃时，挥 发分从煤中析出。 影响挥发分析出速率的有煤粉颗粒的温度、 在炉内的停留时间、压力、粒径等。 由于煤的物理及化学结构都很复杂，其热 解挥发也是极其复杂的过程，包括最初的 一些化学键的破裂，不稳定的中间产物的 形成以及形成最终的稳定的热解产物。
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热解过程不仅包括了气体和焦油的生成还 包括了焦油在气相中的二次反应。当温度 达到约600K时，一次热解反应开始，主要 产物为轻质的气体和焦油。这些挥发物的 逸出顺序为: H2O、CO2、CO、CH4、焦油、 H2。当重质焦油分子发生缩聚和交联形成 半焦时，热解过程便逐渐终止。焦油分子 的交联过程也会生成一些气体产物，如CH4 和CO2等.
多方程热解模型和分布活化能模 型
dVi dt
ki (Vi* Vi )
Vi* V*f(E)dE
f ( E )dE 1
0
f(E) 21exp[(E2E20)2]
V V * 0 1exp -A texp R E T f(E)dE
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基于煤结构的网络机理模型
以煤的结构为基础模拟煤的热解机理的模 型有：热解产物的组分模型、官能团-解聚、 蒸发与交联(FG-DVC)模型，FLASHCHAIN模型 和化学渗透脱挥发分(CPD)模型。
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【精品】煤的热解
【关键字】精品第五章煤的工艺性质煤的工艺性质是指煤在一定的加工工艺条件下或某些转化过程中呈现的特性。
如煤的黏结性、结焦性。
第一节煤的热解一、热解过程1.煤的热解定义将煤在惰性气氛中（隔绝空气的条件下）持续加热至较高温度时发生的一系列物理变化和化学反应生成气体（煤气）、液体（煤焦油）和固体（半焦或焦炭）的复杂过程称为煤的热解（pyrolysis）、或煤的干馏、煤的炭化（carbonization）。
2.煤的热解分类按热解终温分三类：低温干馏（500～）中温干馏（700～）高温干馏（950～）3.煤的热解过程大致可分为三个阶段：（1）第一阶段：室温～活泼分解温度Td（300～350℃）即煤的干燥脱吸阶段。
煤的外形基本上没有变化。
在以前脱去煤中的游离水；120～脱去煤所吸附的气体如CO、CO2和CH4等；在以后，年轻的煤如褐煤发生部分脱羧基反应，有热解水生成，并开始分解放出气态产物如CO、CO2.H2S等；近时开始热分解反应，有微量焦油产生。
烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。
（2）第二阶段：活泼分解温度Td～600℃这一阶段的特征是活泼分解。
以分解和解聚反应为主，生成和排出大量挥发物（煤气和焦油）。
气体主要是CH4及其同系物，还有，为热解一次气体。
焦油在时析出的量最大，气体在450～时析出的量最大。
烟煤在这一阶段从软化开始，经熔融、流动和膨胀再到固化，出现了一系列特殊现象，在一定温度范围内产生了气、液、固三相共存的胶质体。
（3）第三阶段（600～1000℃）又称二次脱气阶段。
以缩聚反应为主，半焦分解生成焦炭，析出的焦油量极少。
一般在时缩聚反应最为明显和激烈，产生的气体主要是H2，仅有少量的CH4，为热解二次气体。
随着热解温度的进一步升高，约在750～，半焦进一步分解，继续放出少量气体（主要是H2）。
同时分解残留物进一步缩聚，芳香碳网不断增大，排列规则化，密度增加，使半焦变成具有一定强度或块度的焦炭。
煤的热解过程
(dW/dt)%·min-1
0.0025 0.0000 -0.0025 -0.0050 -0.0075 -0.0100 -0.0125 -0.0150 -0.0175 -0.0200
0
A1 A2 A3 A4 A5
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture/℃
借用热分析技术来研究煤的热解及反应动力学，获得反应速度、反 应产物、反应控制因素、反应煤种及反应动力学常数。
煤热解常用热失重法来研究煤热解动力学。研究方法如：用程序升 温热重法，不同升温速率下的热天平研究了煤的热解及其动力学。 加热速度采用等温和程序升温两种，后者可以避免等温条件下热解 的不便，具有热解效果的可靠性，所以一般在实验中采用线性升温 的方法。
定义如下几个热解特征温度： T0—初始热解温度，℃； TP—失重速率峰值所对应的温度，℃；
Tf—热解过程的结束温度，℃。 其中：Tf=2TP- T0
典型煤种热解特征参数表
热解特征温度与Vdaf的关系
热解最大失重速率Wmax随挥发分Vdaf变化的关系
高堆密度下煤的热失重曲线
• 不同煤化度的煤样在堆密度为1.20 g·cm-1时的热失重曲线，在 100℃～120℃左右之前，煤样的失重率明显增大，随着温度，煤 样的失重率发生明显增大，700以后，失重量明显减少。
特殊煤的热解速率曲线
（1）总体变化规律基本一致，但热解失重速率变化较大；（2）最大热 解失重速率峰值向前或向后推移；（3）碱土金属不同催化作用显现； （4）二次热解明显
煤热解特征参数
由热失重实验测定煤热解转化率时，可按下式计算：
W0—试样原始质量，mg；W—试样在某一时刻的质量，mg；Wf— 试样热解到规定终点时残余质量，mg；△W—试样在某一时刻的失 重，mg；△Wf—试样在规定热解终点的失重，mg。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是指以煤为原料，经衍生物加工、化工合成等方式，获得烃类、有机酸、碳素化合物及其衍生物的综合利用生产工艺。
煤化工过程中，有煤的热解，煤的催化裂解，固相法等。
其中，我国最主要采用热解工艺，并且在热解过程中配合催化剂使用，以提高生产效率，节能降耗，减少污染物的排放。
煤化工过程的基本原理是热分解，即把煤中的有机成分通过加热分子碎裂，分解成低聚物残留物和分子碎片，其中有分子碎片可以进一步反应生成液态产物，也可以继续在高温气相中发生反应生成气态产物，催化剂则会在煤化工过程中提高反应活性，加快形成液态和气态产物的速度，并减少煤热解后残余污染物的排放。
污染特征是指各种工业污染物的组成，特点和排放状况，当煤化工发生时，主要的污染物主要有烟尘、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、甲烷等，同时还有亚硝酸盐、氨、硫酸盐等有害物质，其中烟尘是其中最重要的污染物之一，直接影响周围的空气质量，而氮氧化物和一氧化碳主要是由煤热解后产生的二氧化碳气化而成，是影响大气环境的重要污染源，而碳氢化合物和甲烷则是企业污染排放更加重要的污染物。
煤化工过程中，要多加重视煤的污染特征，尽量减少污染物的排放，可以采取改造设备、结合技术控制、进行脱硫脱硝等方式，减少污染物的排放，降低污染。
另外，节能减排也是煤化工的重要内容，为此，我国现在已经在投资研发技术，研究有效的降低温控条件，改变热解工艺，减少煤化工过程中温度对污染物的影响，从而减少煤热解过程中排放污染物的可能性。
最后，更应该重视煤化工过程的效能分析，经过煤热解后产生的产品的品质和数量都会有很大的变化，有些物质产量不一致，甚至质量较差，需要更好地把控生产过程，引入自动控制设备，实现高效节能的煤化工过程，增加产量和产品的质量，减少因煤化工造成的环境污染。
总而言之，煤化工过程基本原理、污染特征以及效能分析是每一个煤化工企业都需要重视的重要内容，为了保护环境，我们应该努力减少污染物的排放，提高产品的质量，改善环境污染状况，保持更加安全的煤化工发展环境。
加热煤炭实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究煤炭在不同温度下的热解特性，分析煤炭的热稳定性、热分解产物及其组成，为煤炭的深加工和利用提供理论依据。
二、实验原理煤炭的热解是指煤炭在无氧或微氧条件下，加热至一定温度时，发生化学分解，生成焦炭、煤气、焦油等产物的过程。
本实验采用程序升温法，对煤炭进行加热，并测定其热解特性。
三、实验方法1. 样品准备：选取具有代表性的煤炭样品，进行破碎、筛分，制备成粒径小于0.2mm的粉末。
2. 实验装置：采用程序升温热分析仪，设置实验温度范围为室温至800℃，升温速率为10℃/min。
3. 实验步骤：- 将煤炭样品置于实验装置中，密封。
- 启动程序升温，记录样品在不同温度下的失重率和热解产物的组成。
- 分析热解产物的组成，计算焦炭、煤气、焦油等产物的含量。
四、实验结果与分析1. 失重率：实验结果表明，煤炭在加热过程中，失重率随温度升高而增加。
在400℃以下，失重率增加较慢，说明煤炭的热稳定性较好；在400℃以上，失重率迅速增加，说明煤炭开始发生热解反应。
2. 热解产物：实验结果表明，煤炭在热解过程中，主要产生焦炭、煤气、焦油等产物。
其中，焦炭含量最高，煤气次之，焦油含量最少。
3. 热解特性：- 焦炭：焦炭是煤炭热解的主要产物，其含量随温度升高而增加。
焦炭的生成有利于提高煤炭的利用价值。
- 煤气：煤气是煤炭热解的重要产物，其主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳等。
煤气具有较高的热值，可作为一种清洁能源。
- 焦油：焦油是煤炭热解的副产物，其含量较低。
焦油可通过进一步加工，制备成化工产品。
五、结论1. 煤炭在加热过程中，热稳定性较好，可在400℃以下保持稳定。
2. 煤炭热解过程中，主要产生焦炭、煤气、焦油等产物，其中焦炭含量最高。
3. 煤炭热解具有较好的应用前景，可为煤炭的深加工和利用提供理论依据。
六、实验不足与展望1. 实验过程中，未对热解产物的成分进行详细分析，今后可进一步研究热解产物的组成及其应用价值。
煤如何制成气体的原理
煤如何制成气体的原理
煤的气化是将煤在高温和适量氧气或蒸汽的作用下转化为气体的过程。
煤气化的原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 干燥和热解：煤在高温下被分解，产生挥发分。
在干燥过程中，煤中的水分被蒸发掉；在热解过程中，煤中的有机物质被分解为挥发分和焦炭。
2. 气化反应：煤中的挥发分在高温和适量氧气或蒸汽的作用下发生气化反应，生成氢气（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等气体。
气化反应的主要反应类型有水气变换反应（CO+H2O ↔CO2+H2）、碳气化反应（C+H2O ↔CO+H2）等。
3. 温度控制：气化过程的温度是非常关键的，不同温度下反应会产生不同的气体组成。
一般来说，较低温度时更容易生成较多的甲烷（CH4），较高温度时更容易生成一氧化碳和氢气。
4. 催化剂：在一些气化过程中，催化剂的使用可以促进反应的进行。
催化剂可以提高气化反应的速率和选择性，同时降低反应的温度和能量消耗。
通过煤气化过程，煤可以转化为可再生能源气体，如合成气、天然气等。
这些气体可以用于发电、供热、制造化学品等多种应用。
同时，煤气化过程也可以捕集
和处理煤的二氧化碳排放，降低温室气体排放量，减少对环境的影响。
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煤热解原理
煤热解是指将煤在高温条件下分解为气体、液体和固体产物的过程。
它是一种重要的煤转化技术，可以将煤制成高附加值的化学品和燃料。
煤热解的原理是通过煤在高温下发生热解反应，使煤中的有机物质分解为气体、液体和固体产物。
煤热解的过程主要涉及煤的热解动力学、热解反应机理和反应条件选择等方面。
首先，煤的热解动力学是煤热解过程中的关键问题。
煤的热解动力学研究可以揭示煤的热解速率、反应活化能和反应机理等信息。
其次，煤的热解反应机理研究可以揭示煤热解过程中的反应路径、产物生成和产物分布规律等。
最后，反应条件选择是煤热解工艺设计中的重要环节，包括煤粒度、热解温度、热解时间和反应气氛等因素的选择。
煤热解的原理可以通过以下几个方面来解释。
首先，煤热解是一种热分解反应，煤中的有机物质在高温下发生裂解反应。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成，其中碳是主要组成部分。
在高温下，煤中的有机质分子发生碳-碳键和碳-氢键的断裂，生成大量的低分子量化合物和气体。
其次，煤热解过程中的反应温度是影响煤热解产物分布的重要因素。
低温下，主要生成液体产物；中温下，液体和气体产物生成率相对均衡；高温下，主要生成气体产物。
此外，煤热解过程中的反应时间也会对产物分布产生影响。
较短的反应时间会导致产物中液体和气体的生成率较低，而较长的反
应时间则会导致产物中固体的生成率较高。
最后，煤热解过程中的反应气氛也会对产物分布产生影响。
通常情况下，惰性气氛有利于液体产物的生成，而氧化性气氛有利于气体产物的生成。
煤热解技术具有广泛的应用前景。
首先，煤热解可以将煤转化为高附加值的化学品，如煤焦油、煤气、煤灰和焦炭等。
这些化学品可以用于化工、燃料和建材等领域。
其次，煤热解还可以减少煤的污染排放，提高煤的利用效率。
通过煤热解技术，可以将煤中的硫、氮等有害元素去除或转化为无害物质，减少大气和水体的污染。
此外，煤热解还可以提高煤的能量利用率，使煤成为清洁高效的能源。
煤热解是一种将煤转化为气体、液体和固体产物的重要技术。
煤热解的原理是通过煤在高温条件下发生热解反应，使煤中的有机物质分解为气体、液体和固体产物。
煤热解技术具有广泛的应用前景，可以将煤转化为高附加值的化学品和燃料，减少煤的污染排放，提高煤的利用效率，成为清洁高效的能源。
煤热解技术的研究和应用将对我国的能源结构调整和环境保护产生积极的影响。