利用热分析研究海拉尔褐煤的热解特性

第42卷第2期2013年2月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0NV01．42N o．2Feb．2013[摘褐爆裂铒、燃烧、乞亿也程钓&电动力孳分蛹胡昕，王智化，周志军，游卓，周浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江俊虎，岑可法杭州310027要]对褐煤采用裂解与燃烧结合的分级利用方式可以提高其利用效率，同时得到多种高附加值的煤裂解产品。

为探索该分级利用的可行性，使用热分析方法研究了伊敏褐煤和大同烟煤的裂解、燃烧和气化过程，得到了其不同反应的特征参数，并使用C oat s-R edf er n法计算了各反应的活化能。

结果表明，伊敏褐煤裂解反应开始温度低，其燃烧及气化反应活性均优于大同烟煤；两种煤的气化反应表观活化能远高于裂解反应；对褐煤进行完全气化利用或部分裂解结合半焦燃烧分级利用效率更高。

[关键词]褐煤；裂解；燃烧；气化；动力学；反应特征参数；活化能[中图分类号]TQ533[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)02—0016—05I D O l编号]10．3969／j．i s s n．1002—3364．2013．02．016K i net i c anal ys i s on l i gni t e pyr ol ys i s，com bus t i on and gasi f i ca t i onH U X i n，W A N G Z hi hua，Z H O U Z hi j un，Y O U Z huo，Z H O U J unhu，C E N K ef aS t at e K ey Labo r a t or y of C l e a n E ner gy U t i l i zat i on，Zhej i a ng U ni ve r si t y，H angzhou310027，Z he j i ang P r ovi nce，Chi naA bst r a ct：P yr ol ys i s and com bu s t i on com bi ned p01yge ner at i on s ys t em i s a m or e ef f i ci ent w ay f or l i gni t e ut i l i zat i on，and can al so pr oduce va r i e t y of val ua bl e pyr ol ys i s pr oduc t s．T o e xpl or e t he l e a—s i bi l i t y of t hi s pol ygener at i on s ys t e m，t he r m o—gr a vi m e t r i c anal ysi s on Y M l i gni t e and D T bi t um i—nous coal w as c onduc t ed，a nd t he cha r act er i st i c param et er s f or pyr ol ys i s，com bust i on，and gasi f i ca—t i on w er e obt ai ned．M oreover，t he ac t i va t i on ener gy of e ach r e ac t i on w as ca l cul at e d by C oat s—R e d-f er n m et hod．T he exper i m ent al r es ul t s s how e d t ha t，com pa r ed w i t h D T bi t um i nous coal，Y M l i g—ni t e pyr ol ys i s pr oce ss s t ar t s at a l ow er t em per at ur e，and i t s se m i—coke r eact i vi t y dur i ng c om bus—t i on and gasi f i cat i on w as bet t e r．I n addi t i on，act i vat i on ener gy ca l cul at i on i ndi cat ed t hat，t h e appar—e n t ac t i va t i on ener gy of gasi f i cat i on of bot h coal s w er e m uch hi gher t han t hat of t he pyrol ysi s．T he r ef or e，f or l i gni t e，pyr ol ys i s and com bus t i on com bi ned pol yge ne r at i on s ys t em m ay a chi e ve hi gher ef f i c i ency and be w or t hy f or f ur t her r esear ch．K ey w or ds：TG A；l i gni t e；pyr ol ysi s；c om bus t i on；gas i f i ca t i on；r e ac t i on cha r act er i s t i cs；ac t i va t i on ener gy我国褐煤资源储量丰富，已探明保有储量在1300亿t以上，占全国煤炭总储量的13％左右‘1。

预热处理对褐煤热解过程氧元素迁移的影响LI Hai-jie;LI Xiao-hong;FENG Jie;LI Wen-ying【摘要】以中国呼伦贝尔褐煤为原料,基于工业分析、元素分析、傅里叶变换红外光谱、气相色谱-质谱联用分析,考察140-230℃预热处理对褐煤650℃等温热解氧迁移的影响.结果表明,与未经预热处理的干煤热解相比,褐煤经200℃预热处理后热解,迁移至热解水和半焦中的氧分别下降7.55％和1.43％,迁移至焦油和气体中的氧分别增加6.66％和1.61％,焦油中酚类氧增加一倍.褐煤预热过程中氢键的减少与热解焦油中正己烷可溶物所含酚类化合物的增加,经原位红外漫反射光谱分析,发现源自OH…π、OH…N和羟基自缔合氢键在预热过程中断裂形成自由OH·,导致酚类化合物中苯酚和甲酚含量增加.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】预热处理;褐煤;热解;氧迁移;氢键【作者】LI Hai-jie;LI Xiao-hong;FENG Jie;LI Wen-ying【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2热解是褐煤热加工转化利用的有效手段之一[1]，但褐煤氧含量高，热解易生成热解水[2]，水的生成直接影响下游产物加工过程。

因此，学者们针对氧的迁移及调控[3,4]展开了大量研究。

如Mochizuki等[5]发现，CO、CO2和H2O的析出量在400 ℃时与煤中羧基呈正相关；Sun等[6]通过热重-傅里叶红外探究褐煤热解过程中有机氧分解为含氧气体的规律，发现CO2主要由羰基和羧基官能团分解产生，热解水主要由羟基官能团热解生成；焦油中酚类化合物的来源与煤中的含氧官能团有关[7,8]，焦油中酚类化合物主要来自煤热解过程中含氧官能团的分解，而不是煤本身所含酚类化合物的挥发。

可见，热解产物中氧的存在形式及分布与褐煤本身的有机氧相关[9]。

用热分析法研究煤的热分解特性徐建国魏兆龙【摘要】采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究，探讨了影响煤热解的因素，研究了混煤的热解特性，提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数r，并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。

【关键词】热分析法热解微机热天平To Study Pyrolysis Characteristics of Coals Using Thermal AnalysisMethodAbstract A great deal of testing and studying works on coalthermolysis using thermal analysis method were carried out, the factors affecting coal pyrolysis were approached, the pyrolysis of mixed coal was studied, the releasing characteristics index r coal pyrolysis products reflecting coal pyrolysis characteristics was proposed, and the coal pyrolysis process was studied using pyrolysis reaction dynamics equation.Key words thermal analysis method pyrolysis computerized thermal scale(balance)表1 新密煤和义马烟煤以及它们的混煤的煤质分析数据注：用混73煤、混55煤、混37煤，分别代表新密煤和义马煤按7∶3、5∶5、3∶7的比例配成的混煤。

煤的热分解简称煤热解。

由于煤的热解过程非常复杂，因此，到目前为止有关煤的热解数据还很少。

褐煤低温热解特性研究王亚峰【摘要】研究了褐煤进行低温热解时，热解温度对热解气相产物的影响，分析了褐煤低温热解产生的低温煤焦油的基本组成。

结果表明，热解温度对煤气的组成产生一定的影响。

热解气中可燃组分H2、CH4和CO最大含量可达27．92％、31．14％和17．21％；低温煤焦油烷烃含量可达33．84％，芳烃含量达16．73％，酚类含量为11．89％。

【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)014【总页数】3页(P25-27)【关键词】褐煤;热解;低温煤焦油【作者】王亚峰【作者单位】长治职业技术学院,山西长治046011【正文语种】中文【中图分类】TQ530.20 前言我国在已探明的化石能源储量中，煤炭占94.3%，石油天然气仅占5.7%，“缺油、少气、富煤”是中国的基本国情。

因而，液体燃料短缺的大规模缓解只能通过煤直接液化和间接液化生产以汽油、柴油、航空煤油以及石脑油、烯烃等为主的煤基替代燃料实现，煤化工替代石油产品将是一项长期战略。

我国褐煤储量丰富，褐煤的资源量为3 194.38亿t，占我国煤炭资源总量的5.74%。

随着勘探开发的进展，我国褐煤的资源量、探明保有资源量不断增加，分布区域也扩大到新疆等地区。

高效洁净地利用褐煤资源显得日益重要和突出。

褐煤的主要特点是水分含量高，氧含量高，发热量低。

根据国内176个井田或勘探区统计资料，褐煤全水高20% ～60%，收到基低位发热量一般为11.71～16.73 MJ/kg。

由于高水分，高氧含量，发热量低，再加上褐煤易风化和自燃的特性，不适合远距离运输，应用受到很大限制。

褐煤热解与相关工艺优化组合成多联产，提高综合经济效益，对褐煤高效洁净利用意义重大。

1 实验部分1.1 样品及性质实验所用的内蒙某地褐煤煤质分析结果如表1所示。

表1 褐煤的煤质分析%项目 Mad Aad Vad Vdaf Cad Had Oad Nad St，ad指标 19.60 13.83 37.09 49.41 50.16 2.64 15.53 1.08 0.161.2 实验仪器实验采用高温常压固定床反应器是煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院生产的MJF-Ⅱ型反应器，反应管为耐高温合金钢(GH23)，内径140 mm，外径160 mm，高度640 mm，电炉丝为高温铁铬铝合金，最高使用温度1 400℃，控制精度±0.5℃。

煤炭热解特性研究及产物分析谷小虎;周文生;李毛【摘要】对平顶山矿区两个煤样进行了热解反应研究,考察了热解温度对热解的影响.结果表明,随着热解温度升高,煤气与焦油的产率增加,半焦产率下降,其中煤气产率的增幅较大,但产率较低,焦油产率增幅较小,但一直呈现出增加趋势;煤气中H2与CO含量均随温度的升高而增加,H2增加幅度大,CO增加幅度较小;CH4的含量随温度的升高而下降;CO2含量较小,随温度升高变化不大;C2～C6的含量随温度的升高而下降;随温度升高,煤气热值持续下降;由于煤质的差异,两个煤样的煤焦油性质相差较大,在≤360℃的馏分中,煤样1煤焦油以酚类及其衍生物为主,煤样2煤焦油以芳烃及芳烃衍生物为主.%The pyrolysis characteristics of two coal samples in Pingdingshan diggings were studied.The effect of temperature on pyrolysis was investigated.The results showed that with the temperature increasing,the yield of coal gas and coal tar increased and semicoke yield decreased,in which the gas yield increment was big but with low yield rate,while the tar yield increment was small but always showing the growth trend.H2 and CO content of coal gas increased with the increase of temperature.The H2 increment was big while the CO increment was small.CH4 and C2-C6 decreased with the increase of temperature.The content of CO2 was small,so it didn't have any major change along with temperature increase.The calorific value of gas decreased with the increase of temperature.The quality of coal tar of the two samples had big difference because of the coal quality difference.In the content of fraction less than 360 ℃,phenols and derivatives were mainly compounded in thecoal tar of sample 1.Aromatics and derivatives were mainly compounded in the coal tar of sample 2.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】4页(P66-68,84)【关键词】煤热解;煤气;煤焦油;半焦;热解温度;产率【作者】谷小虎;周文生;李毛【作者单位】炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000;中国平煤神马集团技术中心,河南平顶山467000;炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000;中国平煤神马集团技术中心,河南平顶山467000;炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000【正文语种】中文【中图分类】TQ52煤炭是中国的基础能源，2012 年、2013 年、2014年、2015 年、2016 年我国煤炭消费占一次能源消费的比重分别为66.6%、66.0%、64.2%、63.0%、62.0%。

褐煤热解与气化反应特性的实验研
究
褐煤是一种在许多国家被广泛使用的燃料，其热解和气化过程可以获得可再生能源和化学产品。

为了更好地了解褐煤的热解和气化反应特性，许多研究对这些过程进行了实验室试验。

在热解方面，研究人员通常采用恒温热解实验，以评估副产品的产量和反应动力学。

一项研究表明，随着热解温度的升高，褐煤的氢气和甲烷的产量增加，但异构化、重聚合和炭化的副反应也变得更为显著。

此外，研究还发现，具有较高含挥发分的褐煤样品更易于发生热解反应，并且产量也更高。

另一方面，气化实验通常使用不同类型的气化剂，如氧气、水蒸气和二氧化碳，以评估不同反应条件下的产物和反应动力学。

多数研究表明，添加水蒸气气化剂可以提高产物的甲烷和氢气，而添加氧气和二氧化碳则会导致更高的CO和CO2产量。

此外，热力学分析还确定了气化过程中化学反应的限制步骤，这有助于优化反应条件和产品选择。

除热解和气化反应特性外，研究还探索了褐煤样品的微结构性质和矿物成分对反应的影响。

例如，研究人员发现，褐煤中的矿物成分具有加速其热解和气化反应的作用。

另一方面，样品的孔隙结构和孔径分布也影响了反应特性和产物分布。

综上所述，褐煤的热解和气化反应特性是一个复杂的过程，受到反应条件、煤质性质和煤样品的微结构性质等因素的影响。

实验室试验可以为研究人员提供理解这些过程的深入知识，以便更好地利用褐煤作为可再生能源和化学品的资源。

褐煤干燥及热解机理研究现状张凯【摘要】单个大颗粒褐煤干燥、热解机理的研究对于褐煤提质技术的开发具有重要的理论与实际意义,可用于该过程的数值计算与优化研究.对于单个大颗粒褐煤而言,在干燥、热结过程中内部存在较大的温度、水含量及挥发分含量的梯度,所涉及到的科学问题为多孔介质传热与传质问题.文中主要针对褐煤的干燥机理、热解机理及堆积态干燥过程机理进行了详细的文献调研.【期刊名称】《应用能源技术》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】5页(P46-50)【关键词】褐煤;干燥机理;热解机理【作者】张凯【作者单位】中国电能成套设备有限公司,北京100080【正文语种】中文【中图分类】TD849.2褐煤是泥炭经过长期地质成岩作用的产物，即植物残骸在物理、生物、化学作用下变成的固体碳氢燃料，褐煤是煤炭资源中煤化程度较小的煤，属于软质煤。

与其它煤种相比，褐煤含氧量高，灰份大，密度小，易于自燃，煤粉容易爆炸。

表1给出了截止2007年1月世界煤炭可采储量。

由该表可知，全球褐煤可采储量约1 496亿t，占煤炭可采储量的17.7%。

我国褐煤可采储量约186亿吨，占全国煤炭可采储量的16.2%[1]。

美国、澳大利亚、中国、俄罗斯等国家拥有丰富的褐煤资源。

褐煤主要用于燃烧、热解、炼焦、气化、提取褐煤蜡及褐煤微生物的转化与利用，在我国动力与化工用煤中起到重要的作用，见表1。

我国褐煤的特性是高挥发份(50%左右)、高水分(30%左右)、高灰份(30%左右)、低热值(14 MJ/kg 左右)、低灰熔点[2]。

主要分布在东北、西北、西南和华北等地，集中在内蒙古、云南和新疆等省份。

由于地区经济发展相对东部沿海地区较落后的原因，这些地区的用煤量相对较少，因此需要将褐煤运输到距离比较远的利用场地。

但由于褐煤易氧化自燃以及高水分含量，不适于远途运输利用，而且会造成了铁路系统的运力浪费。

单个大颗粒褐煤干燥、热解机理的研究对于褐煤提质技术的开发具有重要的理论与实际意义，可用于该过程的数值计算与优化研究。

褐煤的对流热解特性实验研究赵小楠;苏二强;吴道洪【摘要】在固定床热解过程中引入对流气体,考察了对流气体流量、对流气体温度、煤样粒度对褐煤热解过程传热和热解产物的影响;试验表明:随对流气体流量增加,传热系数增加,流量小于1.0 L/min时,引入的对流气体能及时带出热解过程逸出的挥发分,避免了挥发分的二次裂解,能提高焦油产率;为提高褐煤热解过程的转化率,热解温度与对流气体温度之差不能超过50℃;随煤样粒度增大,传热系数增加,热解气产率增大,20~30 mm时焦油产率最大,10~30 mm时半焦产率最大.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P48-51)【关键词】褐煤;对流气体;粒度;热解特性;传热系数【作者】赵小楠;苏二强;吴道洪【作者单位】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司;北京市低变质煤与有机废弃物热解提质工程技术研究中心,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司;北京市低变质煤与有机废弃物热解提质工程技术研究中心,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司;北京市低变质煤与有机废弃物热解提质工程技术研究中心,北京 102200【正文语种】中文【中图分类】TQ536引用格式：赵小楠，苏二强，吴道洪.褐煤的对流热解特性试验研究[J].煤炭加工与综合利用，2016（4）：48-51.热解是从煤中获取低碳燃料和高价值化学品的重要手段。

为提高热解转化率，国内外研究者采取各种方式优化热解工艺[1-3]。

由于固定床煤低温热解过程中，反应器内的传热和传质阻力大、效率低，反应器内的气态挥发物流动性差，导致热解转化效率低[4-7]。

为提高煤热解转化率，依据传递理论[8]，在热解过程中引入对流气体，考察对流气体流量和温度、煤样粒度对煤热解过程传热和热解产物的影响。

本次实验采用自主研发的间歇式热解装置，处理量为3 kg/次，实验装置如图1所示。

褐煤裂解、燃烧、气化过程的反应动力学分析胡昕;王智化;周志军;游卓;周俊虎;岑可法【期刊名称】《热力发电》【年(卷),期】2013(042)002【摘要】对褐煤采用裂解与燃烧结合的分级利用方式可以提高其利用效率,同时得到多种高附加值的煤裂解产品.为探索该分级利用的可行性,使用热分析方法研究了伊敏褐煤和大同烟煤的裂解、燃烧和气化过程,得到了其不同反应的特征参数,并使用Coats-Redfern法计算了各反应的活化能.结果表明,伊敏褐煤裂解反应开始温度低,其燃烧及气化反应活性均优于大同烟煤；两种煤的气化反应表观活化能远高于裂解反应；对褐煤进行完全气化利用或部分裂解结合半焦燃烧分级利用效率更高.【总页数】5页(P16-20)【作者】胡昕;王智化;周志军;游卓;周俊虎;岑可法【作者单位】浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TQ533【相关文献】1.乙烯裂解炉内传递和反应过程综合数值模拟研究Ⅲ.炉膛内燃烧和传热过程的数值模拟 [J], 蓝兴英;高金森;徐春明2.印尼褐煤和山西烟煤燃烧的热重实验及反应动力学分析 [J], 向轶;赵卫东;裘立春;赵琛杰;刘建忠;王智化;周俊虎3.氧化反应对胜利褐煤水蒸气气化反应的促进作用Ⅰ：宏观反应特性研究 [J], 程相龙;王永刚;孙加亮;申恬;张海永;许德平4.燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究 [J], 宋银敏;李娜;班延鹏;滕英跃;智科端;何润霞;周华从;刘全生5.褐煤负载有机钠盐水蒸气气化实验与动力学分析 [J], 韩志杰; 王雪颖; 崔孝洋; 李昊洋; 肖显斌; 郑宗明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。