煤化工工艺学课件3.2 煤的成焦过程.ppt

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1、§3、炼焦§3．2煤的成焦过程§3．2煤的成焦过程1.成焦过程<350℃:煤干燥预热阶段350～480℃:胶质体形成阶段480～650℃:半焦形成阶段650～950℃:焦炭形成阶段煤干燥预热胶质体半焦焦炭气态产物～120℃煤的水分脱出200℃释放空隙中的气体（CH4、CO2、CO、N2）350℃煤热解、软化膨胀形成胶质体、480℃胶质体分解、收缩、固化形成半焦650℃半焦分解、开始向焦炭转化950℃焦炭成熟半焦成品焦碳焦油2．煤的黏结和半焦收缩⑴．粘结性：①粘结性：干馏时黏结本身与惰性物的能力，指炼焦时形成熔融焦炭的

2、能力（经过胶质体生成块状半焦的能力）。②黏结性与结焦性关系黏结性好是结焦性好的前提及必要条件。（结焦性好的煤其黏结性一定好）名词：胶质体：煤干馏在350～480℃时，煤粒表面上出现含有气泡的液相膜，此时液相膜开始有些软化，许多煤粒的液相膜汇合在一起，形成气、液、固三相一体的粘稠混合物。③提高黏结性⑵半焦收缩①半焦收缩：半焦不稳定部分受热裂解，生成气态产物；残留部分不断缔合增炭，产生体积收缩②气孔焦炭是孔状体，气孔率低，气孔小，气孔壁厚和气孔壁强度高，则焦炭强度高。惰性成分细碎黏结形成分不宜过细控制粒度堆积密↑提高膨胀

3、压力增大加热速度③裂纹收缩应力→裂纹（裂成焦块，裂纹多则焦炭细）3.焦炉煤料中热流动态⑴供热两侧炉墙供热（靠近炉墙煤料温度先升高，温度速度快；远离炉墙的温度后升高，升高速度慢）⑵不同部位煤料温度随加热时间变化（图3-2）.①炉墙温度加入煤时，炉墙温度迅速下降②靠近炉墙煤料温度③炭化室中心温度加煤后8小时方由100℃升高（才脱完水分）⑶不同部位煤料的升温速度煤料升温线（图3-3）①100～350℃炉墙附近8.0℃/min中心部位1.5℃/min②升温速度不同，温度梯度不同因而收缩梯度不同，升温速度大的裂纹多，焦块小。⑷

4、炭化室内不同部分煤料同一时间内的情况（图3-4）.①当装煤后加热约8小时，水分蒸发完了时，中心面温度上升。②当加热14至15小时，炭化室内部温度都接近1000℃，焦炭成熟。4.炭化室内成焦特征⑴炭化室内同时进行着不同成焦阶段①装煤约8小时期间，炭化室同时存在着湿煤层、干煤层、胶质体层、半焦层和焦炭层。②两胶质体层在装煤后11小时左右在中心汇合。③装煤后15小时左右，焦炭成熟。⑵膨胀压力过大时可危及炉墙（最大膨胀压力出现在两胶质体中心汇合时）。⑶裂纹靠近炉墙的焦炭裂纹多，有焦花之称。⑷焦缝成熟焦饼中心面上有一条缝称焦缝

5、，上下直通。5.气体析出途径⑴里行气（10%左右）①形成与两胶质体之间，不可能横穿过胶质体，只能上行进入炉顶空间，这部分气体称为里行气。②没有经历二次解热作用；含大量水蒸气，含煤一次热解产物（主要CH4及其同系物，还有H2、CO2、CO及不饱和烃等）⑵外行气（90%左右）①产生胶质体外侧（由于胶质体固化和半焦热解产生大量气态产物）沿焦饼裂缝及炉墙与焦饼间隙进入炉顶空间，此部分气体称外行气。②经过高温区，经二次热解作用，二次热解产物（主要H2，及少量CH4）。◆炭化室内成焦过程如图所示。⑶气体中的化学产品①原料煤性质对

6、化学产品产率的影响较大。挥发分高，煤气和粗苯产率都高。②温度对化学产品产率影响较大（炉墙温度、焦饼温度）。