煤的快速熱解

煤的快速熱解

把煤顆粒拋入到砂子流化床中，或用一個非常強烈的熱輻射熱源加熱一個單個的毫米級大小的顆粒，可以達到比慢速熱解更高的加熱速率。這些技術也減少了揮發分由于與殘炭的長時間接觸而產生的二次變化。對于一個適用于煤粉燃燒工況，并可對所得基本數據進行確切解釋的試驗方法有如下要求：

(1)煤應在50ms或更短的時間內加熱到試驗溫度，這要求顆粒尺寸即為煤粉燃燒的尺寸。

(2)分解應持續IOOms左右。在試驗結束時生成的產物應被快速淬熄，也防止發生進一步的變化。

(3)熱解的溫度應很好地加以確定。這就是說，除了其它種種要求外，煤顆粒內部和顆粒之間的溫度應是均一的，否則所得到的數據是熱解過程的不同階段的混合物。煤粉制備需要一套很嚴密的煤粉制備系統。為此，不能使用常規的煤粉(因顆粒的加熱速度與其大小密切相關)而需要進行粒度分級，并在盡可能的條件下達到單一尺寸。

(4)揮發分和炭顆粒及其它固體物質的接觸情況應與在火焰中的狀態相對應。這就要求采用顆粒懸浮體。

(5)應當精確地了解加熱的時間及熱解的時間和溫度。而且特別重要的是不要假定揮發分的數量(即顆粒的失重)會等于煤和炭的工業分析揮發分含量的差值。

早期對煤的快速熱解的研究E85-873都在這方面或那方面未能滿足上述要求。較早發表了有關懸浮體狀態下煤顆粒的揮發分析出動力學的研究工作。其試驗研究方法是使煤顆粒(直徑150～200_um和147～227/-m)落進一個保持恒溫的立式爐管中的惰性氣氛中，當這些顆粒通過爐子下落時(大約要0.45s)，顆粒被加熱到爐溫并開始熱解。在爐管底部，或者用噴水來淬熄顆粒;或者用一個盤子收取顆粒，并將其在一個已知的溫度下保持一段所期望的時間后再淬熄。當時發現揮發分的析出速率在前列個半秒鐘內是高的，而后則相對較低;揮發分的組成與慢速熱解所得的組成是不相同的。文中由于未對熱解時間短于500ms的工況進行測量，且所用的顆粒較粗，更嚴重的是所得揮發分的數量是按照炭的工業分析揮發分計算而得的，因此其試驗數據不能用于煤粉燃燒工況。文獻在相當快速的加熱條件下詳細地研究了煤的熱解產物。其試驗方法是把50～80^tm的煤顆粒撒在50/-m孔的金屬絲網上，然后用電加熱的方法把金屬絲網以1500℃/s的速率迅速加熱到1050℃。

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