介紹
我國有大量的褐煤原煤資源,其綜合利用逐漸引起重視。而煤的熱解技術一直是潔凈煤技術研究及其基礎研究的重要依托內(nèi)容之一。煤熱解是低階煤進行加工轉(zhuǎn)化的工業(yè)基礎,對褐煤等低階煤資源進行綜合利用有重要的意義,不僅可以提高我國煤炭的利用效率及煤轉(zhuǎn)化經(jīng)濟效益,而且能減少溫室氣體排放,對生態(tài)環(huán)境具有保護作用。煤的熱解過程十分復雜,受到煤種類和熱解條件(熱解氣氛、混合比、粒度和升溫速率)等因素影響,可利用熱重分析 TGA 技術,表征測量原煤的熱解過程,對不同煤種和不同熱解條件下的熱解特性進行深入研究,進一步則可以進行熱解的動力學分析。
實驗條件:
• 樣品:呼倫貝爾褐煤原煤
• 質(zhì)量:15.8mg
• 儀器:Setline STA
• 氣氛:氮氣,30mL/min
• 溫度程序:
步驟 | 初始溫度(℃) | 終點溫度(℃) | 升溫速率(K/min) | 恒溫時間(min) | 氣氛 |
1 | 30 | 30 | / | 30 | 氮氣 |
2 | 30 | 800 | 10 | / | 氮氣 |
結(jié)果
褐煤原煤樣品的TG-DTG曲線
樣品的 TG曲線如圖所示,是非常典型的熱解曲線,其熱解過程大致分為4個階段。 第一階段為50~200℃,失重速率較小,此階段主要是脫水、 脫氣階段即吸附物的析出階段;第二階段為200~350℃, 屬 于初級熱解階段,失重曲線下降平緩,煤失重比較少, 這是煤的軟化、熔融和生成小分子氣體的過程;第三階段為350~ 600℃,屬于活潑熱分解階段,失重速率在450℃左右出現(xiàn)最大值,此階段主要是煤的解聚和分解反應為主,生成大量氣體和焦油,煤變成 半焦;第四階段為大于600℃,煤樣的TG曲線 和DTG曲線均呈緩慢下降趨勢,失重速率相對較小,此階段發(fā)生分子間縮聚反應和交聯(lián)鍵的斷裂反應,半焦變成焦炭。如果進一步測試不同速率下的TG曲線,則可以進行其動力學分析。
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