煤化工-4-展示頁
2025-03-14 00:33本頁面
【正文】 ） 之間的范圍為膠質體 的溫度間隔 （ ） ， 即 。 因為半焦隨著溫度升高而分解 ， 收縮形成裂紋 ， 膠質體順著裂紋流出 ， 又固化成半焦 ， 直到煤粒全部轉變成半焦 。 2． 膠質體的性質 在熱解過程中 ， 膠質體的液相分解 、 縮聚和固化而生成半焦 ， 如圖所示 。 基本結構單元周圍的脂肪族側鏈和各官能團脫落 ， 其中小部分可形成液體 ， 而絕大部分則形成氣態(tài)產物析出 。 膠質體液相的來源是多方面的 ， 煤分子結構單元之間各種橋鍵的斷裂形成自由基碎片 ， 其中分子量不太大的 、 含氫較多的生成液態(tài)產物 ， 且以芳香族化合物居多 。 煤的黏結性取決于膠質體的生成和膠質體的性質 。 煤的黏結和成焦機理 具有黏結性的煤 ， 在高溫熱解時 ， 從粉煤分解開始 ， 經過膠質狀態(tài)到生成半焦的過程稱為煤的黏結過程 。 差熱分析方法證實了煤的熱解過程的熱化學反應 。 (3) 在 750~850℃ 的范圍內 ， 有一個放熱峰 ，表明此階段為放熱效應 。 在這一階段煤發(fā)生解聚 、 分解生成氣體和煤焦油 （ 蒸汽狀態(tài) ） 等低分子化合物 。相當于前面熱化學分析的干燥脫吸階段。 圖 煤的差熱分析曲線 (1) 在 150℃ 左右，有一個吸熱峰，表示此階段是吸熱效應。 放熱峰 —— 被測試樣溫度高于參比物溫度的峰 ，溫度差 △ T為正值 ， 差熱曲線為高峰 。 2． 煤的差熱分析 差熱分析 （ DTA） 的基本原理是：將試樣和參比物在相同的熱條件下加熱 （ 或冷卻 ） ， 記錄在程序控制溫度下 ， 被測試樣和參比物的溫度差與溫度（ 或時間 ） 的關系曲線 （ DTA曲線 ） 。 高變質無煙煤的熱解過程比較簡單 ， 是一個連續(xù)析出少量氣體的分解過程 ， 即不能生成膠質體 ，也不能生成焦油 。 煤化程度低的煤 （ 如褐煤 ） ， 其熱解過程大體與煙煤相同 ， 但不存在膠質體形成階段 ， 僅發(fā)生劇烈分解 ， 析出大量氣體和焦油 ， 無黏結性 ， 形成的半焦是粉狀的 。 環(huán)縮合度指數(shù)與芳碳率之間有如下關系： tot ararRar RRf ?arR totarR ?????? ?CR 12 122 carRH fCC??? ? ? ????? 二 、 煤的熱解過程 1． 煤的熱解過程 干餾過程已經有介紹 煤的熱解包括上述三個階段 ， 它是一個連續(xù)變化的過程 ， 每一個后續(xù)階段 ， 必須通過前面的各個階段 。 totararcar CCf ?totarC totararHar HHf ?totarH （ 3） 芳環(huán)率 是煤的基本結構單元中 ， 芳香環(huán)數(shù) 與總環(huán)數(shù) 之比 。 （ 1） 芳碳率 指煤的基本結構單元中 ， 屬于芳香族結構的碳原子數(shù)與總的碳原子數(shù) 之比 。 隨著煤的煤化程度的提高 ， 苯核逐漸增多 ， 而不規(guī)則部分則逐漸減少 。 煤是許許多多的基本結構單元組合而成的大分子結構 。 目前煤結構的研究方法大致可歸納為三類： (1) 物理研究法 如紅外光譜 、 核磁共振波譜 、 射線衍射 、 顯微分光光度法掃描電鏡和各種物理性質研究以及利用物理常數(shù)進行統(tǒng)計結構分析； (2) 物理化學方法 如溶劑抽提和吸附性能研究等； (3) 化學研究方法 如氧化 、 加氫 、 鹵化 、 水解 、 熱解和官能團分析等方法 。煤化工 第三章煉焦 煉焦 煤的結構及煤的熱解過程 一 、 煤的分子結構 煤的分子結構的研究一直是煤化學學科的中心環(huán)節(jié) ，受到了廣泛的重視 。 由于煤炭組成的復雜性 ， 多樣性和不均一性 ， 難于分離成簡單的物質進行結構和性質的研究分析 。 1． 煤的基本結構單元 煤是以有機體為主 ， 并具有不同的分子量 ， 不同化學結構的一組 “ 相似化合物 ” 的混合物 。 基本結構單元包括規(guī)則部分和不規(guī)則部分 ， 規(guī)則部分為結構單元的核心部分 ， 由幾個或十幾個苯環(huán) 、 脂環(huán) 、 氧化芳香環(huán)及雜環(huán) （ 含氮 、 氧 、 硫 ） 組成；在苯核的周圍連接著各種含氧基團和烷基側鏈 ， 屬于基本結構的不規(guī)則部分 。 2． 煤的結構參數(shù) 由于煤的基本結構單元的確切程度尚不清楚 ， 為了描述其結構情況 ， 常采用若干 “ 結構參數(shù) ” ， 如芳香度 （ 芳碳率和芳氫率 ） 、 芳環(huán)率 、 環(huán)縮合度指數(shù)等加以說明 。 （ 2） 芳氫率 是煤的基本結構單元中 ， 屬于芳香族結構的氫原子數(shù)與總的氫原子數(shù) 之比 。 （ 4） 環(huán)縮合度指數(shù) —— 環(huán)縮合度指數(shù) ，其中 R為基本結構單元
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