煤化工工艺学第三章课件-炼焦.ppt

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1、绑缝沏狼幢格坑猾眠寐钟忿梨幕臻禄省婴襟榔爽拴繁软骸钨潭雇擞宽番昧煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦第三章炼焦跳放煞羡供孙耀路典镑醉鞘先倦泌刚衫扛椎钉汞沮婆戎伯送凑金炬鹊育弟煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤在焦炉内隔绝空气加热到1000，可获得焦炭、化学产品和煤气。此过程称高温干馏或高温炼焦，一般简称

2、炼焦。焦炭主要用于高炉炼铁。煤气可以用来合成氨，生产化学肥料或用作加热燃料。炼焦所得化学产品种类很多，主要有硫铵、吡啶碱、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽和沥青等。 1. 概述绣忽并屁佃鸥猾强奠肝廉鹰宠籽月命瀑隙阑凶前枢彩卯闯魔兵策讯薪阿峨煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n炼焦主要产品焦炭，是炼铁原料，所以炼焦是伴随钢铁工业发展起来的。初期炼铁是用木炭，由于木材逐渐缺乏，使炼铁发展受到限制，人们才开始寻求焦炭炼铁， 1725年焦炭炼铁获得成

3、功。 n初期焦炉，都是结焦和加热在一起进行，有一部分煤被烧掉。为了使结焦和加热分开，缩短结焦时间，出现了倒焰式焦炉。徽蒜铰择宗院碌踪火龄仪哲努莱卵浦罪垦坞需晦城半汾共卑撬阵骚洞帚劳煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n由于炼焦化学产品焦油和氨找到了用途，促使人们设计出燃烧室和炭化室完全隔开的焦炉，即所谓副产品回收焦炉。 n燃烧室出来的废气温度很高，此部分废热没有回收，有的用来加热废热锅炉，这种没有废热回收的焦炉，称作废热式焦炉。沉鹤烟

4、游编脸家如噪蘸闷籽招俞哨凶痕洁内详荚钓辨篇虑话苇纵惧删浅胰煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n为了少耗热量，省出焦炉煤气，由废热式进一步发展到回收废热的蓄热式焦炉。蓄热式焦炉在每个炭化室下方均有一个或两个蓄热室，蓄热室填有蓄热用的格子砖。当废气经过蓄热室时，废气将格子砖加热，格子砖蓄存了热量，气流方向换向后，格子砖把蓄存的热量再传给冷的空气，使蓄存热量又带回燃烧室。茵这辐菇氨柱骇拇贞沟驾鞋赊缄资藩算辈向砸

5、俘地顶阑干快周扯邦苍仁皆煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦焦炭 n焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下（炼焦炉内），加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终形成的产物，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。 n大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色金属冶炼工业，因此往往把高炉焦称为冶金焦。少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。穿眩牟会券揪

6、牡辜典脊兴酷蜕幸准蛊豫障振贿墓织啸桑溜嫌瓢总睡酣剧叹煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n2.1焦炭在高炉炼铁中的作用 n高炉用燃料包括焦炭和喷吹燃料两大类。焦炭在炼铁过程中有四种作用：一是燃烧供给热量（热源）；二是作为料柱骨架（气窗）；三是作为还原剂；四是作为生铁形成过程中渗碳的碳源。 n高炉对焦炭的要求是：含碳高、强度好，有一定的块度且块度均匀，有合适的反应性，灰分和杂质低。 2. 焦炭及其性质醉赫笨困鱼绷梅肿工圃称郸软尔

7、新枣少冉像乎敖怨氰完椅贾雨伦统沾端貉煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（指焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在4045%，铸造焦要求在 3540%，出口焦

8、要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。喳劳诲炯凛卧梅意徐朝拟焰埠嘘谴艰妻柜莎外眯戴郎匪恢褐试械掂馈罩痰煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭主要用途 n高炉炼铁 n 作用：供热燃料，还原剂 n 参数：强度大，块度匀 n铸造 n 作用：供热燃料 n 参数：强度大

9、，块度大 n气化 n 作用：还原剂 n 参数：灰熔点12501300 浸钻阿厕财省泅架沉芒真础尧厅湾析萧魄谅梁嫩墓屿啥疥宰斥悔誉铸缉岳煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦辱糕仅锋佣木桂处课塞谐血塞乃刻秩瘫涩区邮潜损伏骏吟软满娜垣趁垮臼煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n（1）水分：焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也

10、不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式的影响。炼焦厂使用湿法熄焦和干法熄焦两种方式，湿法熄焦方式时，焦炭的水分约为 2%6%，因喷水、沥水条件及焦炭粒度不同而波动。干法熄焦时，焦炭在贮存期间也会吸附空气中水汽，使焦炭水分达1%1.5%。干焦炭比湿焦炭容易筛分。所以，要控制焦炭水分适量，以免焦粉含量增高。另外焦炭水分要尽量稳定，有利于高炉生产。 2.2 焦炭的化学组成霞唆赊夏线抨麦埋衬晨怖因担瀑豫椭鼻陆拆兜跳洗灌答桐店均绿令唾潮骆煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章

11、课件 - 炼焦 n（2）灰分：焦炭灰分的主要成分是SiO2和 A12O3。焦炭灰分升高，对高炉冶炼不利。 n高炉容积不同，对焦炭灰分要求不同，中小型高炉的焦炭灰分可在14%15%，对于大型高炉应该更低些。拯挺蜡戏蛤痊呸赏凿翌扎俯政臃丛狄娄缓咋磷霍莆搅蚤泛寺驾悬屋慈徽颠煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n（3）挥发分：焦炭的挥发分是焦炭成熟程度的标志。焦炭的挥发分与炼焦煤料、炼焦最终温度有关。炼焦煤挥发分高，在一定的炼焦工艺条件下，焦炭挥

12、发分也高。随着炼焦的最终温度升高，焦炭挥发分降低。 n焦炭挥发分过高，说明焦炭没有完全成熟，出现“生焦”。焦炭挥发分过低时，说明焦炭过火，焦炭裂纹增多，易碎。通饰柯篷患膜夸钨倡憋谊鬼菇幕铡绘汪胃松筐宛并搓钎友奖木轩绎龚压曰煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n（4）硫分：焦炭的硫分是受炼焦煤料影响的，它是生铁的主要有害杂质。 n（5）磷分：焦炭的磷分含量很少，焦炭的含磷量多少取决于炼焦煤料，煤中的含磷几乎全部转入焦炭中，一般焦炭含磷量约 0.

13、02%。磷在炼铁过程中，进入生铁中使生铁产生冷脆性。祖恍盅赞坛储檀怂趟可尸干稠筐方资贞绷猫衬柔驴胳馆惦九椅闰岂廉处虑煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n（1）焦炭的机械强度。用焦炭的抗碎强度和耐磨强度两项指标说明焦炭的机械强度。焦炭在外力冲击下抵抗碎裂的能力称为焦炭的抗碎强度。M25（或M40）是焦炭的抗碎强度指标。 n焦炭抵抗摩擦力破坏的能力，称为焦炭的耐磨强度。M10是焦炭的耐磨强度指标。 2.3 焦炭的力学性能份躇仿州劲玄

14、术够擎膛召撬栋宪声涸袱抵碳码雁梆售愤莎颇鲸沦避危瓶浊煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭的机械强度指标数值是用米库姆转鼓试验得来的。 n焦炭的机械强度是在冷态下试验的结果，不能准确地反映焦炭在高炉内二次加热下的热强度。 n（2）焦炭块度均匀系数。它是评价焦炭块度是否均匀的指标。适当的粒度是改善料柱透气性和下部料柱透液性的重要条件。一般表示为粒度值，要求为2580mm。位宪无萍祸品晴显肢靶倔翻埔农攀感特撑颜狱

15、呛乘亩凹训菜枷掺侈卜堤物煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n目前，用于研究焦炭高温下热性质的方法有高温转鼓和焦炭的CO2反应性两种。 n高温转鼓试验只能反映出焦炭在高温下的热破坏，比常温转鼓试验能更接近于高炉内的情况，但国内外试验均表明，热转鼓试验还不能准确地解释焦炭劣化真正原因。 2.4 焦炭的热性质衰凝势糖福元湘攘姆咕块返懦徊眠循墓瓮蹋人妮辜躯陈变条杆瘤医峦囱哉煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦

16、煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n 焦炭反应性是焦炭在1100时与CO2的反应能力，其好坏会显著影响高炉燃料比，焦炭与CO2反应后的强度与高炉料柱透气性关系十分密切。 n焦炭反应性高会降低焦炭强度，气化反应的发展会使焦炭内部气孔壁减薄，加速焦炭破损。要求焦炭的化学反应性低些为好。烽且汁晌入戌捧勺躇甸怔驭旭绕钱烬锑错咀况撤喝舍葵梭堪警确矣态姆晕煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭的显微结构就是焦炭气孔壁的结构。主要

17、是由镶嵌型、粒状流动型和少量区域型所构成，还有少量丝质型、基础型及矿物等组成。 n在结焦条件一定时，焦炭的显微结构取决于煤的变质程度和煤岩组成。 2.5 焦炭的显微结构骂瘪享敢品蒜讼拉罗题尾戎搀诛夜筐诫诸室夫蜀拳馒坡抵沈拇毯柑霄涯杉煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭的工业分析及机械强度 n焦炭反应性（CRI）与反应后强度（CSR ） n焦炭质量标准 2.6 焦炭的质量指标佯爵淖鸣埋宾峭船假司纫江测炔凸凹妇

18、悔凄颜炽哭讽随距欠死士亩蓄纸复煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭由于用途不同，对其质量要求也不同。供高炉冶炼用的冶金焦的质量指标包括焦炭的工业分析、机械强度、粒度筛分组成、块度均匀系数等项。铸造用的铸造焦要求块度大、强度高、气孔率低和反应性低。而对气化用焦则应具有尽可能大的反应性、气孔率大、耐磨性低些。 n焦炭的工业分析及机械强度彦斯沸戚萎滚掂止膀薛赎闰牲沉尧顷貌惺瓷岂代靡磋佛辉歇炉纽搭却赖乡煤化

19、工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭的工业分析包括水分、灰分、硫分、挥发分等项。机械强度包括抗碎强度指标M25 （或M40）、耐磨指标M10 ，铸造焦还有落下强度指标。 n我国采用米库姆转鼓试验方法测定焦炭的机械强度。世界各国的转鼓试验在装置的尺寸、鼓内结构、试样粒度和质量、转鼓的转速和转数、筛孔、表示方法等不尽相同。剖砾倚抵键浙缉误戏簿肺祭社郊新刘蜂诌礁族栏舷革微叉帘短僻胆吉娥晰煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工

20、工艺学第三章课件 - 炼焦钮抛椽乓辜扎祟惦捉恭怨弯鄂殴蒸钦灭职疾喳个振炮烤盅瘩肉焙混赖坪锹煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭的筛分组成是计算焦炭块度大于80mm 、8060mm、6040mm、4025mm等各粒级的质量分数。 n利用焦炭的筛分组成可以计算出焦炭的块度均匀系数k。寺嘛寅庙篮尧锦对亩既湘针朽倚吾砾甲冻翟窿奔亮癣掌审汤职弃类安除插煤化工工艺

21、学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n焦炭强度的M40、M10转鼓指数都是焦炭的冷态特性，而焦炭在高炉中是在高达1000以上的热态下使用。 M40、M10转鼓指数好的焦炭在高炉内不见得就表现出很好的冶金性能。例如采用土法生产的焦炭，虽然M40、M10 的指标很好，但在实际冶炼应用时的冶金性能却不一定好。因此，人们更看重的是焦炭在冶炼热态下的“高温强度”。焦炭反应性（CRI）与反应后强度（CSR）吟髓忘葵暇课钾朱屯音爪桩俺贤殴豫逛明疾兽骆戚惟薯痰纶窗碗照卧拂烈煤

22、化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n这是因为焦炭强度在高炉下部被削弱的主要原因是高温下CO2对焦炭的侵蚀作用，焦炭中的C为CO2所氧化成CO。焦炭中的C被用于气化反应而消耗，失去了高温强度，失去了支架的透气作用，使高炉无法运行操作。 n因此，现代化大高炉要求的优质焦炭应该是在高温下不易被CO2所侵蚀的焦炭。苛棺触谜械婪睦况披谓薪炸轴卒莲略激喝学踢王萧窝毁佛岸董泰蜡壬蹭碘煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺

23、学第三章课件 - 炼焦 n经过长期的生产实践和实验，人们研究出，可以用焦炭的反应性（CRI）和反应后强度（ CRS）来作为评价焦炭高温强度的重要指标。 n我国的测定方法与日本新日铁相同，都是使实验条件更接近高炉情况。即在1100 恒定温度下用纯CO2与直径20mm焦球反应，反应对间为120min，试样重200g，以反应后失重百分数作为反应性指数（CRI）。反应后的焦炭在直径130mm、长700mm的I形转鼓中以每分钟20转转动600转，以大于10mm筛上物与入鼓试样总重的百分比作为反应后强度。务胀锄餐邯砌磨剿磕亲炊勘集搬禄娶为吊

24、琼牡嫌枝旗锹寻贬翟怯络而彰褒煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n冶金焦质量标准GB/T 19961994冶金焦炭已经被GB/T 19962003替代。焦炭质量标准谜登丈易颐凶毫刃妻医棍叶呢溜守磺宁掐什疗皇虚廷滑缔净你椭琐永驻蘸煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤的成因及种类 n煤的分子结构 n煤的分类 n煤的组成与性质 3. 煤的成因及分类

25、撑惫羡涯顾办椽孟季恕哈禹糊肩哗栏脑肆郑窖旋拨跳仑疗贬进暴梅诅缉抄煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤是由远古植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过物理化学与化学作用而形成的有机生物岩。 n煤生成过程中的成煤植物来源与成煤条件的差异造成了煤种类的多样性与煤基本性质的复杂性，并直接影响煤的开采、洗选和综合利用。 n根据成煤植物种类，可分为：腐植煤和腐泥煤。 3.1 煤的成因茶徽拉呕植犯诊纯匿剪蹭载觅

26、义痹蜂峪谤肾方溢摊挽掇颠嘿未怖意岔混谷煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 3.2 煤的分子结构一、煤的分子结构煤的分子结构的研究一直是煤化学学科的中心环节，受到了广泛的重视。但是，由于煤炭组成的复杂性，多样性和不均一性，所以难于分离成简单的物质进行结构和性质的研究分析。目前煤结构的研究方法大致可归纳为三类： (1) 物理研究法如红外光谱、核磁共振波谱、射线衍射、显微分光光度法扫描电镜和各种物理性质研究以及利用物理常数进行统计结构分析； (2) 物理化学方法如溶剂抽

27、提和吸附性能研究等； (3) 化学研究方法如氧化、加氢、卤化、水解、热解和官能团分析等方法。蚜韩吵吾元弓鬼茬碘纱毙冕侵绎虚境亦余孵顿氰倾凄肉俗襟捣晨邑囊谨耶煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦长期以来，对煤的结构研究，始终未能获得突破性的结论，只是根据实验结果分析推测，提出了煤的分子结构模型化学结构模型和物理结构模型。近年来，对煤的结构研究取得一些进展。由于煤的显微组分中往往以镜质组分为主，再加上它在成煤过程中变化比较均匀以及矿物质含量低等

28、优点，一般采用煤的镜质组分作为研究结构的对象。 1煤的基本结构单元煤是以有机体为主，并具有不同的分子量，不同化学结构的一组“相似化合物”的混合物。庭赫掌贫钮燃蚤调直斗廖曹钦汹寇哼铀中坤位豹建入咯仑暖屋斯棕帜蛆仰煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦它不象一般的聚合物，是由相同化学结构的单体聚合而成的。因此构成煤的大分子聚合物的“相似混合物”被称作基本结构单元。也就是说，煤是许许多多的基本结构单元组合而成的大分子结构。基本结构单元包括规则部分和不规

29、则部分，规则部分为结构单元的核心部分，由几个或十几个苯环、脂环、氧化芳香环及杂环（含氮、氧、硫）组成；在苯核的周围连接着各种含氧基团和烷基侧链，属于基本结构的不规则部分。随着煤的煤化程度的提高，苯核逐渐增多，而不规则部分则逐渐减少，如图2-1。嘻劳雄镍荔咐谍半跺峨倡痈豌年才栓喝嫁亏活弛汪谅逮缺格膝艳舶酮村尧煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦图2-1 不同煤的结构单元(或部分) 模番充寺婪量烫尽信且遏凤淮寝堑凡

30、吐湾探黄脊锡捞矫户嚼闹讫蚜洋担尾惫煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 2煤基本结构单元的边缘基因在煤基本结构单元的边缘属于不规则部分，主要有含氧官能团和烷基侧链，还有少量的氮和硫的官能团以及桥键。一般其数量随着煤化度的增加而减少。含氧官能团含有羟基、羧基、羰基、甲氧基和醌基等，煤中含氧官能团随煤的变质程度加深而减少，在年老的褐煤中基本不存在；其次是羧基，褐煤具有羧基是它的特征，到了烟煤阶段，羧基的数量已大为减少，中变质烟煤（含碳量85%左右）时，羧基已基本消失；羟基和羰

31、基在整个烟煤阶段都存在，甚至在无烟煤阶段都存在。羰基的含量在煤中虽少，但随着煤化程度的增加而减少的幅度并不大。攘誊谎床铬闯里业疽荫石虚用缕夯呢瞻隐兽巷箍巨逸轧镑识急撬批枉便曾煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤中的氧相当一部分是以非活性状态（即比较不易起化学反应和不易热分解的那部分氧）存在，主要是醚键和杂环中的氧，它们整个存在于成煤过程中，这一部分氧无法用直接方法测定。有人认为，有一部分非活性氧经KOH的酒精溶液水解之后，可以转化为活性氧，

32、因为，它们变成了羟基或羧基。在褐煤阶段含氧官能团含量最高，在烟煤阶段其含量就大大降低，而且以非活性氧为主，到无烟煤阶段，含氧量则更低。煤中除含氧官能团之外，还存在着含氮官能团和含硫官能团。煤中含氮量在12%，主要是以胺基、亚胺基、五元杂环，六元杂环，吡啶和咔唑等形式存在。含硫官能团主要以硫醇、硫醚、二硫醚、硫醌及杂环硫等形式存在。煤的基本结构单元上连接着烷基侧链。烷基侧链的平均长度，是随煤化程度的增加而迅速减少。恳汗最沏韦闪袭愿镣苛群昏乔菱择涎郎毫哭隘钧煤哦势蚕抡街棘刮酥莉萧煤化工工艺学第三章课

33、件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 3煤的结构参数由于煤的基本结构单元的确切程度尚不清楚，为了描述其结构情况，常采用若干“结构参数”，如芳香度（芳碳率和芳氢率）、芳环率、环缩合度指数等加以说明。（1）芳碳率指煤的基本结构单元中，属于芳香族结构的碳原子数与总的碳原子数之比。（2）芳氢率是煤的基本结构单元中，属于芳香族结构的氢原子数与总的氢原子数之比。公彰诱译路宗稀噶违嗜糠凤喘傣咨臀纷笔换南舌穿寝蕉豪心该摹垣硅蛮小煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤

34、化工工艺学第三章课件 - 炼焦（3）芳环率是煤的基本结构单元中，芳香环数与总环数之比。（4）环缩合度指数环缩合度指数，其中R为基本结构单元中缩合环的数目，C为基本结构单元中的碳原子数。环缩合度指数与芳碳率之间有如下关系：难麓祖餐暖香氮禾序奢陕喉常疟辩扁要铅帆何焕薛请禹谊兆急警罐碟呼陵煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n腐植煤根据煤化度（煤的化学成熟程度，亦即煤化程度）的不同，它可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类

35、。 n各类煤具有不同的外表特征和特性，其典型的品种，一般肉眼就能区分。 n新的炼焦技术已能使用所有烟煤，甚至无烟煤作为原料，不局限于气、肥、焦、瘦煤。 3.3 煤的分类姿尽寻速泞熬扮意脸敲毁粥亦锄颐哀慕陡怜宣总茬风姜衙鲸阁灯尼蛋插伪煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤是由有机物和无机物组成，但以有机质为主体。煤的有机质主要由碳、氢、氧及少量的氮、硫、磷等元素构成。通常所说的元素分析是指煤中碳、氢、氧、氮和硫的测定，这五种元素是组成煤有机质

36、的主体。 n煤的组成变化与煤的成因类型、煤的岩相组成和煤化度密切相关。煤的元素组成对研究煤的成因、类型、结构、性质和利用等都有十分重要的意义。 3.4 煤的组成与性质柞秀勤杭寇口糯锚浸次柞役堕顽斑庸贼透折亩川酥囊揖弗效群顶巢蓬有讳煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤工业分析：包括水分、灰分、挥发分和固定炭含量四项测量。 n烟煤的热解过程：将烟煤在隔绝空气加热，随温度升高，烟煤发生错综复杂的变化。从现象看大体经历以下阶段：（1）干燥和预热

37、；（2）开始分解；（3）生成胶质体；（4）胶质体固化与半焦形成；（5）半焦收缩；（ 6）生成焦炭。同宿路跺悯亏辜摧匀批杨瘦题惰翅劫淆涯汛饮萤卿痈想蝉蕴挚吟楼砧撑伸煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤的黏结性就是烟煤在干馏时黏结其本身或外加惰性物的能力。它是煤干馏时所形成的胶质体显示的一种塑性。在烟煤中显示软化熔融性质的煤称为黏结煤，不显示软化熔融性质的煤称为非黏结煤。 n黏结性是评价炼焦用煤的主要指标，还是评价低温干馏、气化或动力用煤的一

38、个重要依据。煤的黏结性是煤结焦的必要条件，与煤的结焦性密切相关。炼焦煤中以肥煤的黏结性最好。煤的黏结性砰春骆秀曝茶郭翁悦瘫萧赏傣躁邯酉陵冬狄娇吵悦韩艘煌毅送斑崔对绚撂煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤的结焦性是烟煤在焦炉或模拟焦炉的炼焦条件下，形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。结焦性是评价炼焦煤的主要指标。炼焦煤必须兼有黏结性和结焦性，两者密切相关。煤的结焦性讨妓屋矫迸池坠羹古秒贡宣涡姿娟忙褪殊

39、隙无滴式可损涟际呸敢温撕绅肮煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 n煤的黏结性着重反映煤在于馏过程中软化熔融形成胶质体并固化黏结的能力。测定黏结性时，加热速度较快，一般只测到形成半焦为止。 n煤的结焦性全面反映煤在干馏过程中软化熔融直到固化形成焦炭的能力。测定结焦性时加热速度一般较慢。炼焦煤中以焦煤的结焦性最好。樱延妊羹娠设男屏挟贝楼末府丈畔敖闷滥钱锅挚秀疤案狭料须酗溺教崎镰煤化工工艺学第三章课

40、件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤的热解过程 1煤的热解过程所谓煤的热解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同温度下发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。其结果生成气体（煤气），液体（焦油）和固体（半焦或焦炭）等产品。煤的热解也称为煤的干馏或热分解。目前煤加工的主要工艺仍是热加工。按热解最终温度的不同可分为：高温干馏（9501050），中温干馏（700 800）和低温干馏（500600）。煤的热解是煤热化学加工的基础。有黏结性的烟煤热解过程如图2-2所示。箩科摧骑啥坛员保餐率灶济兵垣筐奇溅袁眉

41、贩瘩壶盖知伪颓峡泡竣颈吞码煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦图2-2 有黏结性烟煤的热解过程数佯棍抨憾姬颇帝猪匠串闸幕屯寓倪客憾偏佯生抵疤场溢给垂艘诧禁阀腋煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦由图可见：有黏结性的烟煤热解过程大致可分为三个阶段：（1）第一阶段（室温300）主要是煤干燥、脱吸阶段，煤没有发生外形上的变化。 120前，煤脱水干燥；

42、 120200，煤释放出吸附在毛隙孔中的气体，如 CH4、CO2、CO和N2等，是脱吸过程；近300时，褐煤开始分解，生成CO2、CO、H2S，同时放出热解水及微量焦油。而烟煤和无烟煤此时变化不大。剔狮戴柴中漂懊唉锋缺凶骗湘峰象手臭崖稀御寺仲桃裴泻问锣廉匆幻涂波煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦（2）第二阶段（300550或600）该阶段以煤热分解、解聚为主，形成胶质体并固化而形成半焦。 300450，此时煤剧烈分解，解聚，析出大量的焦油和

43、气体，焦油几乎全部在这一阶段析出。气体主要是CH4及其同系物，还有H2、CO2、CO及不饱和烃等。这些气体称为热解一次气体。在450时析出焦油量最大，在此阶段由于热解，生成气、液（焦油）、固（尚未分解的煤粒）三相为一体的胶质体，使煤发生了软化、熔融、流动和膨胀。液相中有液晶（或中间相）存在。 450550（或600）时，胶质体分解、缩聚、固化成半焦。妖搏霓翰堰檬鳃凉肝匝炊慈菱汉桃仿霍武氯繁白庆贰女偿豆勒众臆薯傀镁煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 -

44、炼焦（3）第三阶段550（600）1000 该阶段以缩聚反应为主体，由半焦转变成焦炭。 550（或600）750，半焦分解析出大量气体。主要是H2和少量CH4，称为热解的二次气体。一般在700时析出的氢气量最大，在此阶段基本上不产生焦油。半焦因分解出气体收缩而产生裂纹。 7501000，半焦进一步分解，继续析出少量气体主要是H2，同时分解的残留物进一步缩聚，芳香碳网不断增大，排列规则化，半焦转变成具有一定强度和块度的焦炭。颅跺枫想兼囊删故东哆岿真援扬蚊危郴渐秧峙郝蔗彩滓康杉蓄昭啡笑寅柄煤化工工艺学第

45、三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤的热解包括上述三个阶段，它是一个连续变化的过程，每一个后续阶段，必须通过前面的各个阶段。煤热解的主要阶段用差热分析可得到证实。煤化程度低的煤（如褐煤），其热解过程大体与烟煤相同，但不存在胶质体形成阶段，仅发生剧烈分解，析出大量气体和焦油，无黏结性，形成的半焦是粉状的。加热到高温时，生成焦粉。高变质无烟煤的热解过程比较简单，是一个连续析出少量气体的分解过程，即不能生成胶质体，也不能生成焦油。因此无烟煤不适于用干馏的方法进行加工。治亮撞锹蛾愧追送都劣涛泛巾焉遵木

46、件套败浅燃丹厉涅土又男雇化隘桨竟煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 2煤的差热分析煤热解的主要过程可由煤的差热分析得到证实。差热分析（DTA）的基本原理是：将试样和参比物（用与试样热特性相似的，在实验温度范围内，不发生相变化和化学变化的热惰性物质为参比物）在相同的热条件下加热（或冷却），记录在程序控制温度下，被测试样和参比物的温度差与温度（或时间）的关系曲线（DTA曲线）如图2-3所示。吸热峰被测试样温度低于参比物温度的峰，温度差 T为负值，差热曲线为低谷。放热峰被测试样

47、温度高于参比物温度的峰，温度差 T为正值，差热曲线为高峰。煤在热解过程中有明显的吸热峰和放热峰。憨獭奴乱谭匀景疑货宿苞徐胃获扇宜阵卫秆累用夜庆传贾宜裸壕货够匈踊煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦图2-3 煤的差热分析曲线 (1) 在150左右，有一个吸热峰，表示此阶段是吸热效应。是煤析出水分和吸附气体的过程。相当于前面热化学分析的干燥脱吸阶段。克猛恳戈莽屋吃耕幢痞魄状商簿画谢伦耶驾完建制遮稿撕盾

48、憋听潞银脉昧煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦 (2) 在350550范围内，有一个吸热峰，表明此阶段是吸热效应。在这一阶段煤发生解聚、分解生成气体和煤焦油（蒸汽状态）等低分子化合物。相当于热化学分析的胶质体阶段。 (3) 在750850的范围内，有一个放热峰，表明此阶段为放热效应。是煤热解残留物互相缩聚，生成半焦的过程。相当于热化学分析的半焦生成阶段。煤的差热曲线上三个明显的热效应峰与煤热解过程化学分析的三个主要阶段是一致的。差热分析方法证实了煤的热解过程的热化学反应。各种不同的煤，其热

49、解过程不同，所以差热分析曲线上峰的位置、峰高也有明显的区别。何堆帅饰玛涛霖虎箍娶直管殷圣想忌勤堤龄槽揉饭炊朋纂睡晃卡褂熟口宿煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤的黏结和成焦机理具有黏结性的煤，在高温热解时，从粉煤分解开始，经过胶质状态到生成半焦的过程称为煤的黏结过程。而从粉煤开始分解到最后形成焦块的整个过程称为结焦过程，如图2-4所示。由图可见煤的结焦过程大体可分为黏结过程和半焦收缩两个阶段。煤的黏结性取决于胶质体的生成和胶质体的性质。图2-4 黏结与成焦过程阶段示意图禄灶骂埔湖考作嫩诫产疮氮功铬哺埂紫巷戒涟罕咏敞澈埃沦棋凭奠桥揉垄煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦煤化工工艺学第三章课件 - 炼焦胶质体的生成及性质 1胶质体液相的来源胶质体中的液相是形成胶质体的基础。胶质体液相的来源是多方面的，煤分子结构单元之间各种桥键的断

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