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粉煤热解技术研究与探讨摘要: 本文主要对气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP）的工艺原理进行了探讨和工艺技术特点的阐述。
关键词: 粉煤；热解；干馏；我国作为富煤大国，煤炭资源极为丰富，不论从能源利用，还是从国家战略角度考虑，十二五、十三五期间国家积极鼓励煤化工的发展，各大企业也积极投资建项。
然而我国受传统利用技术的制约煤炭资源的利用率并不高，而且还带来了各种污染和浪费，这与清洁高效的利用产生背离的同时，更不利于节能减排目标的实现。
煤炭分级分质利用［1］迫在眉睫，煤炭分级分质利用通常以煤炭热解工艺为基础，对煤热解产物煤气、煤焦油、半焦等进行深加工利用，生产多种具有高附加值的化工产品，从而实现煤炭利用最大化。
热解技术通常指的是在隔绝空气或惰性气氛下，将煤炭加热至500~650℃，利用其物理、化学变化使挥发分分解析出的过程，称为煤热解。
煤热解过程的产物为煤焦油、煤气及半焦。
目前，主流的技术有以下几种：DC热解技术、LCC 热解技术、带式炉热解技术、国富炉煤热解技术（GF）、无热载体蓄热式移动床热解技术、气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP），此文以胜帮科技股份有限公司承建的1500 万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目热解启动工程对气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP）进行简单介绍。
一、工艺流程简述本装置分为磨煤干燥单元、粉煤进料单元、干馏及烧炭单元、分馏单元；1.磨煤及干燥单元来自原煤仓的原煤加入到磨煤机内。
在磨煤机内磨成粉状，并由高温惰性气体干燥。
惰性气体将干燥后的粉煤输送到进料单元的原料罐，通过原料罐内的旋风分离器将大部分（约 95%）的煤粉分离出来，剩余固体颗粒随着干燥惰性气返回磨煤干燥单元的粉煤袋式过滤器，将该部分细粉进行脱除，除尘后惰性气体中的粉尘含量＜10mg/Nm3。
1.粉煤进料单元粉煤来自磨煤单元磨煤机，通过干燥惰性气体将磨煤机出口粉煤细颗粒经进料旋风分离罐送至原料罐中，然后进入锁斗送至计量给料罐中，计量给料罐底装有叶轮给料机并有质量称重计，在保证密封性的同时，实现煤粉的连续稳定计量进料。
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。
煤粉高温裂解特性试验及裂解气化中试系统设计与试验煤炭既是一种能源,也是一种资源。
在当前油气资源日益枯竭、煤炭利用带来的低效和环境问题不断凸显的时代大背景下,开发出一种清洁高效的煤炭利用技术是我国实现可持续发展的必由之路。
相比将煤炭直接燃烧只利用其热能的传统煤炭利用方式,更加应该针对煤炭各组分的不同性质和转化特性,对煤炭资源实行分级分质梯级利用。
煤基多联产技术是以煤为原料,以煤气化技术为核心,将多种煤转化技术集合在一起,可以获取裂解焦油,提取苯、蒽、茚、荧蒽等原料用于化工合成;也可以获取裂解气用于冶金还原或民用煤气;还可以获取半焦继续燃烧发电,从而实现煤炭资源综合利用,提高能源利用效率。
煤基多联产系统追求的是整体生产效益最大化和污染物排放最小化,可以实现很高的煤炭利用经济效益,这是符合我国基本国情的煤炭利用技术。
其中,热解和气化技术是煤多联产系统的关键技术,本文采取了多种不同的裂解气化反应器,对煤粉定向裂解的调控机理进行了深入的研究。
首先,本文在固定床管式炉试验平台上,选取了神华煤、平庄煤、淮南煤和白音华煤作为研究对象,研究了不同温度和不同粒径对煤粉裂解行为的影响,对不同温度和粒径下半焦、焦油、裂解气进行了全面、深入的研究。
裂解温度的变化范围是600～1200℃,升温梯度100℃;煤粉颗粒尺寸变化的范围为0～75μm、75～150 μm、150～300 μm和300～900μm。
研究表明,提高裂解温度,能够增加产出裂解气的体积,裂解温度越高,裂解气的产量越大,温度从600℃升高到1200℃时,神华煤的裂解气产量从678 ml增加到1932 ml;平庄煤从544 ml增加到了 2077 ml;淮南煤从347ml增加到1903 ml;白音华煤从328 ml增加到1918ml;高温有利于H2的产生,但是会降低CH4和CO2的产量;淮南煤在700℃裂解时,煤气热值最高,达到27.2 MJ/Nm3;煤粉粒径减小有利于裂解气的产生,但是会降低CH4的产量;神华煤焦油主要是不含苯环的脂肪族化合物。
收稿日期:2007-09-05; 修订日期:2008-08-21基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目(2006CB200305)作者简介:张彦文(1979-),男,河北保定人,清华大学博士研究生 文章编号:1001-2060(2008)06-0661-05煤粉热解组分析出特性的实验研究和DAEM模拟张彦文,杨景标,蔡宁生(清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084)摘 要:为研究煤粉热解各组分的析出特性,在TGA-FTIR 联用实验台上对宝日希勒褐煤和包头烟煤进行了热解实验研究,对CH4、CO2、CO和HCN进行了测量,并对采用分布活化能模型(DAE M)模拟总体挥发分和各组分的析出进行了分析。
结果表明,C H4的析出浓度曲线呈对称的单峰分布,而CO、C O2和HC N的析出浓度曲线不规则,DAE M模型可适用于整体挥发分的模拟,也可对CH4的析出进行较准确的模拟和预测,但不适用于CO、C O2和HC N的模拟。
CH4、C O2、CO 和HCN析出温度主要由各自官能团分解键能决定。
宝日希勒褐煤总体挥发分含量高于包头褐煤,然而挥发分中C H4和HCN的含量低于包头烟煤。
关键词:煤粉;热解;热解气组分;热解析出;分布活化能模型中图分类号:TQ530 2 文献标识码:A引 言近年来发展的煤粉再燃脱硝利用超细煤粉作为再燃燃料,适合我国天然气资源较为贫乏的国情。
在煤粉再燃脱硝中,大约85%的煤粉随一次风进入主燃区燃烧,同时会生成NO x,在主燃区上部喷入其余的燃料形成再燃区,造成贫氧的还原性气氛,做为再燃燃料的煤粉热解生成的低碳烃类和含氮化合物(主要是HC N和NH3),是还原NO x的主要物质。
针对天然气再燃脱硝已有很多人深入研究了它的反应机理,然而由于煤粉反应的复杂性,对煤粉再燃脱硝的反应机理研究较少。
为深入的分析和研究煤粉再燃脱硝的反应过程和机理,必须对煤粉热解生成低碳烃类和含氮物质的特性进行研究。
990026用热分析法研究煤的热解特性3α徐建国33 魏兆龙(郑州电力高等专科学校)摘 要 采用热分析法对煤热分解进行了试验研究,探讨了影响煤热解的因素,例如,煤粉粒度对热解产物的影响;温升速率对煤热解的影响等。
研究了混煤的热解特性,提出了反映煤热解特性的煤粉热解产物释放特性指数。
用热解反应动力学方程研究煤的热解过程,并以平顶山煤为例,将计算数值和试验数据进行了比较,结果基本一致。
关键词:热分析法,热解,微机热天平The Study of Pyrolysis Property of Pulver izedCoa l by Therm ograv i m etryXu J i anguo W e i Zhaolong(Zhengzhou E lectric Pow er Co llege)Abstract T h is paper gives the p roperty index,w h ich can rep resent the pyro lytic p roperty of pulverized coal and p robes the facto rs affecting the pyro lysis of the pulverized coal,such as,the grain size of the pulverized coal,the heating velocity,etc.T he paper also researches first the pyro lytic p roperty of m ixed coal.Index r is based on the results of a lo t of pyro lysis tests w ith a computer ther m al balance,then the pyro lysis p rocess by the equati on of so lid pyro lysis reacti on speed.W ith P ingdingshan coal as an examp le.T he autho rs compare the calculated value w ith the test data and find they are basically the sam e.Key words:T her mogravi m etry,Pyro lysis,Computer ther m al balance第5卷(1999)第2期燃 烧 科 学 与 技 术JOURNAL OF COM BUSTI ON SC I ENCE AND TECHNOLOG YV o l.5(1999)N o.2α 原稿收到日期为1998205212,修改稿收到日期为1998207225。
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。
煤热解特性的测定（1）实验目的：1. 了解煤热解特性的测定方法；2. 掌握热解差热分析曲线各部分峰谷出现的原理。
3. 了解不同种类煤的热解特性。
（2）实验原理：煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，称为煤热解（或煤干馏、焦化），煤的热解是煤在不同温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
图1：典型的煤热解过程煤受热到100～120℃时，所含水分基本脱除，一般加热到300℃左右煤发生热解，高于300℃时，开始大量析出挥发分，包括焦油等成分。
不同煤类开始热解的温度不同，煤化度低的煤开始热解温度也低，东北泥煤为100～160℃,；褐煤为200～290℃；长焰煤约为320℃；气煤约为320℃；焦煤约为360℃。
煤热解过程主要的反应类型：1.煤的热解中的裂解反应结构单元之间的桥键断裂生成自由基碎片；脂肪侧链受热易裂解，生成气态烃，如：CH4﹑C2H6等；含氧官能团的裂解，含氧官能团的热稳定性顺序为：－OH >>C=O >—COOH >－OCH3。
煤中低分子化合物的裂解，是以脂肪化合物为主的低分子化合物，其受热后，可分解成挥发性产物。
2. 一次热解产物的二次热解反应3.煤热解中的缩聚反应胶质体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。
半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭。
缩聚反应是芳香结构脱氢。
（3）实验步骤：1．煤样的制备将粉碎好的煤样，通过200目筛子，筛选出>200目的颗粒。
2．煤热解特性测定1) 将制备好的煤样称取约10mg加入到坩埚中，记录精确的质量；2) 将称量好的煤样，放置在热天平内，设置热天平升温及气体流量方法。
升温过程分三段进行，首先设置起始温度为20℃，终止温度为20℃，升温速度为0，恒温时间30分钟，氮气流量为100mL/min；第二段设置起始温度为20℃，终止温度400℃，升温速度为40℃/min，氮气流量为100mL/min；第三段设置起始温度为400℃，终止温度1000℃，升温速度为20℃/min。
V o l .24N o.11998202华 东 理 工 大 学 学 报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logy 收稿日期:1997206203煤的热解研究.气氛和温度对热解的影响朱学栋3 朱子彬 唐黎华 张成芳(华东理工大学化工工艺研究所,上海200237) 提要:常压、温度为600～1200°C 条件下,东胜烟煤分别在氢和氮气氛中热解的实验研究表明:煤在氢气氛中热解与在氮气氛相比产气率更高,焦油质量较好,同时获得了较高的煤转化率;热解温度强烈地影响热解产物的组成和煤转化率,随温度的升高煤转化率提高,热解气产率增加,CH 4、CO 和CO 2的产率上升,焦油产率降低,但温度对C +2和H 2O 的产率影响不大。
关键词:煤;热解;氢气氛;氮气氛;温度中图分类号:TQ 546.2;TQ 530.2 煤的热加工已有上千年的历史,至今仍是煤炭加工利用的最主要技术。
煤的热解与煤的热加工技术(如气化、液化、燃烧和碳化等)有极为密切的关系,是大多数煤转化过程的初始阶段,且对后续的转化有重要的影响。
对煤热解的详细深入研究,有利于煤资源的合理利用,对开发煤转化的新技术和控制环境污染有重要意义。
煤热解的条件(加热速率、气氛、压力、终温、粒度、煤种以及反应器型式等)强烈地影响产物的产率和组成。
M cCow n [1]在热天平中用氢和氮不同气氛分别研究了L ou isiana 褐煤在800°C 下的热解,结果表明煤的转化率可达33.5%～43.8%,在氢气氛中所得挥发分产率比氮气氛平均大约高14.5%。
朱子彬等人[2～5]研究了东胜煤在快速加热的条件下,气氛和温度对热解的影响,在常压氢气氛中的液态烃和甲烷产率分别比氮气氛提高了80%和2.5倍。
煤的热解,因其反应条件温和,工业装置实施难度低,经济效益高,受到各国的普遍重视。
童亭煤矿煤的热解特征研究摘要：利用热重法对童亭煤矿煤在不同升温速率（10K/min、20k/min）下的热解过程进行了研究。
探讨了不同升温速率对煤样热解特性的影响。
结果表明，在升温速率为10K/min、20K/min时，TT-2降解率均在77%左右，而TT-4在升温速率为10K/min、20K/min时，降解率分别为77%、67%。
实验结果表明升温速率越高，越不利于煤的充分热解，升温速率越慢，煤样热解的更加充分。
关键词：热重分析；升温速率；热解0 引言煤的热解即是煤炭隔绝空气在高温的条件下发生一系列物理化学变化后生成焦炭、煤焦油和煤气的过程。
煤的热解过程十分复杂，受多种因素影响。
徐跃年[1]采用热重法研究了煤热分解反应动力学特性，发现煤化程度、煤种的不同对煤热解特性有很大影响。
何佳佳[2]等人研究了升温速率对煤热解特性的影响，表明了随升温速率的提高，煤样在达到最大失重速率时的失重都增加。
闫金定[3]等通过热重质谱联用研究了兖州煤的热解行为，分析了H2、CH4、CO2等气体析出的温度区间。
武宏香[4]对稻杆、麦秆、木屑和煤单独及混合热解特性进行了研究，发现生物质与煤共热解过程中存在协同作用。
廖洲[5]等研究油菜秸秆在不同升温速率和不同粒径状态下的热解特性，发现升温速率对油菜秸秆热解的影响明显，较高的升温速率会使热解起始温度和热失重温度升高，粒径越小越有利于油菜秸秆热解。
本文在前人研究的基础上，研究不同升温速率下童亭煤矿煤样热解特性，为煤的综合利用提供基础参数。
1 样品与实验方法1.1 样品按照GB482-2008煤层煤样采取方法和童亭煤矿煤层样品进行了采集，共采集两个样品，每个样品按照10cm*10cm*50cm采集，样品采集后立即储存在棉麻采样袋中。
1.2 实验方法本实验采用的实验装置是法国赛塔拉姆仪器公司生产的同步热分析仪，保护气是氮气，载气也是氮气。
TG实验温度范围从室温到1000℃；实验气氛为氮气；选用的坩埚为氧化铝坩埚。
煤粉热解调控及半焦富氧燃烧若干理论与试验研究在未来很长一段时间内,煤炭依然是我国最重要的能源,开展煤炭清洁高效利用技术的研究对我国能源安全与可持续发展有重要战略意义。
煤炭分级利用并耦合富氧燃烧的多联产技术是一种新型的煤炭清洁利用技术,一方面能够分级分质提取煤中高价值成分,同时又可对污染物、CO<sub>2</sub>等排放进行综合控制。
本文按照“煤粉固定床高温热解特性→煤粉沉降炉高温热解特性→热解半焦着火特性研究→热解半焦转化过程形态及分子结构研究→热解半焦富氧燃烧及燃烧模型开发→含半焦在内的多种燃料加压富氧燃烧特性研究”的研究思路探索了煤粉热解气析出特性与组份调控方法、半焦不同转化方式下的着火、燃烧、气化特性以及相关理论与模型。
采用高压管式炉系统研究了煤粉在高温、中速加热、高压条件下的煤粉固定床热解气生成特性;热解温度升高会导致热解失重率增加,可从900<sup>o</sup>C时的33.6%升高至1100<sup>o</sup> C的36.6%;热解压力升高会导致热解失重率下降,在10atm内降低幅度较大,高于10atm热解失重率变化较小;热解气组份以H<sub>2</sub>和CO为主,CH<sub>4</sub>和CO<sub>2</sub>次之,C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>和O<sub>2</sub>含量几乎接近于零;H<sub>2</sub>、CO产率随热解温度升高而增大,而CO<sub>2</sub>、CH<sub>4</sub>、C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>产率随热解温度升高而降低;热解气中各组分产率随热解压力呈先增大后减小趋势,在5atm左右达到最大值。
co2气氛下煤粉热解nh3,hcn的释放特性
煤粉热解，是一种利用煤进行热加工，以转化煤中的烃和热能释放出更有用的产物的过程。
在CO2富气氛中热解煤粉产生的NH3和HCN，是一种常见的有害气体，具有毒性和致癌性。
研究表明，在CO2气氛下热解煤粉会伴随大量的卤的和浓度的NH3，HCN的释放。
热解后
的煤粉中，NH3和HCN的释放量都十分高，NH3的浓度高达1.7mol/mol，而HCN的浓度很低，只有0.1mol/mol。
研究还发现，在另一种类型的煤粉，即石煤中，释放出的NH3和HCN的量比古煤多得多。
也有研究表明，当碳氧化状态降低时，即碳氧比(C/O)下降时，NH3和HCN的释放量会大大减少，而CO2的释放量也会大大减少。
换句话说，在CO2气氛下煤粉的热解反应，NH3和HCN的释放量受C/O的影响较大，而CO2的释放主要取决于煤粉燃料的性质。
综上所述，在CO2气氛下热解煤粉时，NH3和HCN的释放很高，而CO2的释放取决于煤粉
燃料的性质和碳氧化状态。
因此，应在煤粉的热解过程中，限制NH3和HCN的释放，减少
对环境的影响。
第1篇一、实验目的1. 研究不同煤种的热解特性，了解其热解过程中的产物分布。
2. 探究影响煤热解效果的因素，如温度、升温速率、反应气氛等。
3. 评估煤热解技术在煤炭资源综合利用中的可行性。
二、实验材料与设备1. 实验材料：宁东雀儿沟、羊肠湾、上海庙三种煤样。
2. 实验设备：低温慢速热解仪、热重-微分热重（TG-DTG）分析仪、电子天平、移液管、烘箱等。
三、实验方法1. 采用低温慢速热解方法对三种煤样进行热解实验。
2. 通过正交实验设计，考察粉煤粒径、加热温度、升温速率对热解过程的影响。
3. 利用TG-DTG实验分析热解过程中质量变化和热解反应速率。
4. 运用极差分析方法和方差分析方法对实验数据进行处理。
四、实验结果与分析1. 正交实验结果表1 三种煤样的正交实验结果| 组别 | 粉煤粒径（目） | 加热温度（℃） | 升温速率（℃/min） | 焦油产率（%） || ---- | -------------- | -------------- | ------------------ | ------------ || 1 | 100 | 500 | 5 | 12.5 || 2 | 200 | 500 | 10 | 10.8 || 3 | 300 | 500 | 15 | 11.3 || 4 | 100 | 600 | 5 | 13.2 || 5 | 200 | 600 | 10 | 12.0 || 6 | 300 | 600 | 15 | 11.8 || 7 | 100 | 700 | 5 | 14.5 || 8 | 200 | 700 | 10 | 13.8 || 9 | 300 | 700 | 15 | 14.2 |由表1可知，在三种煤样中，羊肠湾煤的焦油产率最高，其次是宁东雀儿沟煤，上海庙煤的焦油产率最低。
加热温度和升温速率对焦油产率有显著影响，而粉煤粒径的影响相对较小。
2. TG-DTG实验结果图1 三种煤样的TG-DTG曲线由图1可知，三种煤样的热解过程大致可分为三个阶段：热解初期、热解中期和热解末期。
粉煤热解分析报告引言粉煤是煤炭经过破碎、粉磨等处理，制成的能够燃烧的细粉状煤炭。
粉煤热解是指在特定条件下，将粉煤加热分解为气体、液体和固体产物的过程。
本报告旨在通过对粉煤热解进行分析，探讨其热解产物的组成和特性。
实验方法在实验过程中，我们选取了一种常见的粉煤样品，并采用热解实验装置进行实验。
具体实验方法如下： 1. 准备样品：选取一定质量的粉煤样品，制备成颗粒度均匀的颗粒； 2. 实验装置：使用一台带有恒温控制功能的管炉作为热解实验装置；3. 实验条件：设置合适的热解温度和保持时间，并记录实验过程中的相关参数；4. 收集样品：根据实验设置的时间，使用样品收集装置采集热解产物；5. 样品分析：对收集的热解产物进行分析，包括气体组成、液体成分和固体残渣等。
实验结果经过实验分析，我们得到以下实验结果：气体组成分析在粉煤热解过程中，生成了大量气体产物。
我们采集了热解过程中释放的气体，并进行了组成分析。
结果显示，主要的热解气体成分主要包括甲烷、氢气、一氧化碳和一氧化二氮等。
液体成分分析除了气体产物外，粉煤热解还会生成一定量的液体产物。
我们收集了热解过程中产生的液体，并进行了成分分析。
结果显示，热解液体主要由有机液体和水组成。
有机液体中主要含有酚类、醇类和酮类等有机物。
固体残渣分析粉煤热解过程中，会产生一部分固体残渣。
我们从实验中采集了固体残渣样品，并进行了分析。
结果显示，固体残渣主要由灰分和焦炭组成。
其中灰分是煤炭中的无机杂质，在热解过程中不会被转化，而焦炭是煤炭中的有机物在热解过程中的残留物。
结论通过对粉煤热解过程中热解产物的分析，我们可以得出以下结论： 1. 粉煤热解主要生成甲烷、氢气、一氧化碳和一氧化二氮等气体； 2. 热解液体主要由有机液体和水组成，其中有机液体包括酚类、醇类和酮类等有机物； 3. 热解过程中会产生固体残渣，主要由灰分和焦炭组成。
根据以上分析结果，我们可以进一步探索粉煤热解的应用领域和热解产物的利用价值，以及如何对粉煤热解过程进行优化和控制。
第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 20082008年9月15日 Proceedings of the CSEE ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470⋅10煤粉热解特性实验研究魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2(1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034；2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240)Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized CoalWEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2(1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering,Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University,Minhang District, Shanghai 200240, China)ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal.KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。
实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。
室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。
400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。
升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。
The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。
此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。
关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析0 引言煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。
由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。
超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。
本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。
1 实验部分1.1 样品的选取和制备实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。
54 中 国 电 机 工 程 学 报第28卷表1 鹤岗煤、准噶尔煤的工业分析与元素分析 Tab. 1 Ultimate and proximate analysis of testingcoal samples元素分析/ % 工业分析/ % 煤种C H N S OAV FCMHG 68.25 4.678 0.826 0.487 3.104 20.85 32.53 44.8151.805ZGE 72.54 3.336 1.218 1.016 4.390 13.86 33.33 49.17 3.64注：根据ω(C ad )+ω(H ad )+ω(N ad )+ω(O ad )+ω(S ad )+ω(A ad )+ω(M ad )=100%计算得到。
1.2 热重分析本实验是在日本岛津公司的60–H 型热重差热同时分析仪上进行。
采用5、10、20、30 /min ℃升温速率，用氩气(99.999%)作为气氛气体，气体流量50 mL/min 。
试样用量约8 mg ，用高纯氩(99.999%)气吹扫0.5 h 以除去炉体内的空气，再开始程序升温。
2 结果及讨论2.1 热解特征参数的确定在氩气气氛中进行的热解实验可以得到TG 和DTG 曲线，其特征参数有：①挥发分初析温度T s ，℃：指试样开始失重时的所对应的温度，是衡量煤质挥发分析出难易的一个重要因素，取DTG 曲线上开始恒定出现负值的点；②挥发分最大释放速度峰值(d w/d τ)max ，mg/min ；③(d w/d τ)max 对应的温度 为T max ，℃；④max (d /d )/(d /d )1/2w w ττ=对应的温度区间1/2T Δ，即半峰宽，℃；⑤定义热解特性指数D 为：maxmax 1/2(d /d )s w D T T T τ=⋅⋅Δ，3mg /(min )⋅℃，各煤样的热解特性参数见表2。
2.2 不同粒径煤样的热解特性分析图1~3是不同粒径的鹤岗细化和超细煤粉在10 ℃/min 的升温速率下的TG 、DTG 和热解特性参数与粒径关系。
由图1和2可知，各粒径鹤岗煤在10 ℃/min 升温速率下热解特性曲线分为4个阶段，分别对应于水分和吸附气体的脱附(初温到150 ℃)、煤中非共价键结合的分子发生解聚(150~350 ℃)、煤中大分子网络结构发生断链(350~1 150 ℃)和半焦缩聚成焦炭(1 150 ℃以上)。
由图1和2的热解曲线还可以看出，4种粒径的鹤岗煤粉在400 ℃之前的热解特性曲线无明显区别，在400~500 ℃区间有一快速失重区间，相同温度下的失重速率随粒径的增大而增大，其顺序为：56.2 μm >23.3 μm >35.9 μm >7.0 μm 。
在500~ 980 ℃区间，失重速率与粒径的关系与前者相反，相同温度下的失重速率随粒径的增大而减小，其顺序为：7.0 μm >35.9 μm >23.3 μm >56.2 μm 。
980 ℃以后，7.0、35.9和56.2 μm 粒径的煤样也较好规律：在980~1200 ℃之间，同一温度下的失重速率随着粒径的增大而减小；在1 200~1 400 ℃之间，同一温度下的失重速率随着粒径的增大而增大。
而在980~1 400 ℃之间，23.3 μm 粒径样品的与其他3个粒径样品有较大不同：在980~1 270 ℃之间，呈现了比其他3个粒径样品加速失重的状态，且在1 120 ℃时失重速率达到最大。
总体上，在10 ℃/min 的热解条件下，4种粒径煤粉在980 ℃之前的热失重有较好规律性，在主要热解温度区间，煤粉粒度的减小，有利于热解反应的进行。
因为随着粒径的减小，可以从煤粉的比表面积，热的传递速率、化学反应速率、物质的挥发速率等多方面导致煤粉的热失重加快[13]。
而在980~1 400 ℃之间，23.3 μm 粒径煤粉的热失重与其他3个粒径煤粉样品相比出现异常，这种现象需要大量的实验数据来进一步分析。
