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2025-04-09 00:33本頁面
【正文】 中縮合環(huán)的數(shù)目 ， C為基本結(jié)構(gòu)單元中的碳原子數(shù) 。 煤熱解的主要階段用差熱分析可得到證實 。 加熱到高溫時 ， 生成焦粉 。 無煙煤不適于用干餾的方法進行加工 。 吸熱峰 —— 被測試樣溫度低于參比物溫度的峰 ，溫度差 △ T為負值 ， 差熱曲線為低谷 。 煤在熱解過程中有明顯的吸熱峰和放熱峰 。是煤析出水分和吸附氣體的過程。 (2) 在 350~550℃ 范圍內(nèi) ， 有一個吸熱峰 ， 表明此階段是吸熱效應(yīng) 。相當(dāng)于熱化學(xué)分析的膠質(zhì)體階段 。 是煤熱解殘留物互相縮聚 ，生成焦炭的過程 。 各種不同的煤 ， 其熱解過程不同 ，所以差熱分析曲線上峰的位置 、 峰高也有明顯的區(qū)別 。 而從粉煤開始分解到最后形成焦塊的整個過程稱為結(jié)焦過程 ， 如圖所示 。 圖 黏結(jié)與成焦過程階段示意圖 一 、 膠質(zhì)體的生成及性質(zhì) 1． 膠質(zhì)體液相的來源 膠質(zhì)體中的液相是形成膠質(zhì)體的基礎(chǔ) 。 脂肪化合物的分解 ， 其中分子量較大的那部分形成液態(tài)產(chǎn)物 ， 分子量小的部分生成氣態(tài)析出 ， 液相產(chǎn)物中 ， 以脂肪化合物居多 。 殘留煤 （ 未分解的煤 ） 在膠質(zhì)體液相中部分溶解 ， 使膠質(zhì)體液相增加 。 圖 膠質(zhì)體的生成及轉(zhuǎn)化示意圖 I— 軟化開始階段； II— 開始形成半焦階段； III— 煤粒強烈軟化和半焦破裂階段 1— 煤； 2— 膠質(zhì)體； 3— 半焦 液膜外層開始固化生成半焦 ， 中間仍為膠質(zhì)體 ， 內(nèi)部有沒分解的煤粒 ， 這種狀態(tài)維持時間很短 。 形成的半焦質(zhì)量決定于膠質(zhì)體的性質(zhì) 。它表示煤粒處在膠質(zhì)體狀態(tài)所停留的時間 ， 也反映了膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性 。 反之 ， 膠質(zhì)體停留時間短 ， 很快分解 ， 煤粒間的黏結(jié)性也差 。 透氣性對煤的黏結(jié)性影響較大 ， 若透氣性差 ， 則膨脹壓力大 ， 有利于黏結(jié) 。 （ 3） 流動性 煤在膠質(zhì)狀態(tài)下的流動性 ， 對黏結(jié)性影響較大 。 如果膠質(zhì)體的流動性差 ， 不利于煤粒間或與惰性物質(zhì)之間的相互接觸 ， 則煤的黏結(jié)性差 。 （ 4） 膨脹性 煤在膠質(zhì)狀態(tài)下 ， 由于氣體析出和膠質(zhì)體的不透氣性 ， 使膠質(zhì)體產(chǎn)生膨脹 。一般膨脹性大的煤 ， 黏結(jié)性好 ， 反之則較差 。 同時 ， 膠質(zhì)狀態(tài)下氣體析出量及析出的速度 ， 以及固相產(chǎn)物數(shù)量等均對煤的黏結(jié)性有重要的影響 。 60~70年代格良茲羅夫等人用偏光顯微鏡和射線照像技術(shù) ， 研究了具有黏結(jié)性的煤粒在加熱過程中的變化 。 膠質(zhì)體是煤粒間進行黏結(jié)的基礎(chǔ) ， 煤受熱時 ， 煤大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生熱分解和氫重新分配 ， 生成富氫而分子量小的液相及焦油蒸汽和氣體烴類 。 膠質(zhì)體中的液相不僅起軟化劑的作用 ， 也起著隔離熱分解生成的游離基的作用 ， 阻止它們之間的結(jié)合 。 其最大流動度是液相產(chǎn)品濃度提高的結(jié)果 。 膠質(zhì)體的固化是液相分解與縮聚的結(jié)果 ， 縮聚作用既完成于液相之中 ， 也發(fā)生在吸附液相和氣相的固體顆粒表面上 。 格良茲羅夫通過研究配煤半焦光片和煤熱解過程中放射性照像 ， 他認為煤粒熱解所產(chǎn)生的液相 ，其相互擴散只限于煤粒表面 。 認為煤粒的黏結(jié)發(fā)生在煤粒之間的接觸交界面上 ， 是一個復(fù)雜的物理和化學(xué)過程 。 三 、 煤的成焦機理 煤料慢速升溫的成焦過程在 550℃ 左右形成半焦 ，溫度繼續(xù)升高 ， 半焦進一步分解 ， 析出分子量最小的氣態(tài)產(chǎn)物 （ 主要是氫 ， 也有少量甲烷 ） ， 而不生成焦油 ， 其原因是由于 C脂 — H和 C芳 — H斷裂的結(jié)果 。 前蘇聯(lián)的拉祖莫娃曾對不同溫度下的加熱固體殘留物進行了 X射線衍射研究 。 半焦外型的變化產(chǎn)生裂紋 ， 半焦熱縮聚必然引起體積收縮 ， 而焦塊的剛性阻止其收縮 ， 半焦內(nèi)便產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力 。 當(dāng)溫度達到 1000℃ 時 ， 形成具有一定機械強度和一定塊度的銀灰色并具有金屬光澤的焦炭 。 （ 2） 中間相 具有黏結(jié)性的煤和瀝青等加熱至 350～ 500℃ 左右時 ，能在膠質(zhì)體的液相中形成由聚合液晶構(gòu)成的各向異性流動相態(tài) ， 這種新的相態(tài)稱為中間相 。 中間相由向列聚合液晶構(gòu)成 ， 它具有某些液晶的性質(zhì) ， 如可塑性 、 各向異性等 ， 但又和液晶不完全相同 ， 如中間相形成和演變是不可逆的 。 由于溫度的升高 ， 膠質(zhì)體流動性增加 ， 稠環(huán)芳烴大分子在膠質(zhì)體熱擴散的作用下 ， 平行堆砌 ， 在各向同性的液相中形成各向異性的新相 ， 呈現(xiàn)出球狀 、 蝌蚪狀 、 棒狀的可塑性物質(zhì) ， 這就是初生的中間相 。 （ 2） 成球 稠環(huán)大分子由于熱擴散 ， 在液相中遷移而平行堆砌 ， 形成新相小球體 。 （ 4） 接觸 新的小球體不斷產(chǎn)生 ， 原來的小球體不斷長大 ， 使系統(tǒng)中小球體的濃度增加 ， 球體間距縮小 ， 直到球體與球相接觸 。 （
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