煤的快速熱解

把煤顆粒拋入到砂子流化床中，或用一個(gè)非常強(qiáng)烈的熱輻射熱源加熱一個(gè)單個(gè)的毫米級(jí)大小的顆粒，可以達(dá)到比慢速熱解更高的加熱速率。這些技術(shù)也減少了揮發(fā)分由于與殘?zhí)康拈L時(shí)間接觸而產(chǎn)生的二次變化。對(duì)于一個(gè)適用于煤粉燃燒工況，并可對(duì)所得基本數(shù)據(jù)進(jìn)行確切解釋的試驗(yàn)方法有如下要求：

(1)煤應(yīng)在50ms或更短的時(shí)間內(nèi)加熱到試驗(yàn)溫度，這要求顆粒尺寸即為煤粉燃燒的尺寸。

(2)分解應(yīng)持續(xù)IOOms左右。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)生成的產(chǎn)物應(yīng)被快速淬熄，也防止發(fā)生進(jìn)一步的變化。

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

(4)揮發(fā)分和炭顆粒及其它固體物質(zhì)的接觸情況應(yīng)與在火焰中的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。這就要求采用顆粒懸浮體。

(5)應(yīng)當(dāng)精確地了解加熱的時(shí)間及熱解的時(shí)間和溫度。而且特別重要的是不要假定揮發(fā)分的數(shù)量(即顆粒的失重)會(huì)等于煤和炭的工業(yè)分析揮發(fā)分含量的差值。

早期對(duì)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(fā)表了有關(guān)懸浮體狀態(tài)下煤顆粒的揮發(fā)分析出動(dòng)力學(xué)的研究工作。其試驗(yàn)研究方法是使煤顆粒(直徑150～200_um和147～227/-m)落進(jìn)一個(gè)保持恒溫的立式爐管中的惰性氣氛中，當(dāng)這些顆粒通過爐子下落時(shí)(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(gè)盤子收取顆粒，并將其在一個(gè)已知的溫度下保持一段所期望的時(shí)間后再淬熄。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分的析出速率在前列個(gè)半秒鐘內(nèi)是高的，而后則相對(duì)較低;揮發(fā)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(duì)熱解時(shí)間短于500ms的工況進(jìn)行測量，且所用的顆粒較粗，更嚴(yán)重的是所得揮發(fā)分的數(shù)量是按照炭的工業(yè)分析揮發(fā)分計(jì)算而得的，因此其試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能用于煤粉燃燒工況。文獻(xiàn)在相當(dāng)快速的加熱條件下詳細(xì)地研究了煤的熱解產(chǎn)物。其試驗(yàn)方法是把50～80^tm的煤顆粒撒在50/-m孔的金屬絲網(wǎng)上，然后用電加熱的方法把金屬絲網(wǎng)以1500℃/s的速率迅速加熱到1050℃。

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