升温速率对准东褐煤热解特性及煤焦孔隙结构的影响

• Published in: 煤炭学报 Vol. 44; no. 2; pp. 604 - 610
• Main Authors: 张肖阳, 周滨选, 安东海, 崔琳, 郑瑛, 董勇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室,山东济南,250061%华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉,430074 01.02.2019
• Subjects: 升温速率; 活性焦; 褐煤; 快速热解; 孔隙结构
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0595

TQ530; 为了简化活性焦的制备工艺流程,降低其生产成本,同时拓宽准东褐煤利用途径,需要对准东褐煤热解过程进行更深入的研究.利用热重(TGA)技术考察了准东褐煤在不同升温速率(10,20,30,40和50℃/min)热解失重特性并采用等转化率法分析了其动力学参数,同时利用程序升温和快速热解在终温为800℃条件下制备出活性焦SC1和SC2.采用氮吸附仪(BET)获得煤焦的孔隙结构参数,利用红外吸收光谱仪(FT-IR)和拉曼仪光谱仪(Raman)分别获取煤焦大分子结构中的官能团和碳骨架结构信息.研究结果表明,基于热重法分析出准东褐煤热解动力学参数,活化能和指前因子变化范围为38.89 ～ 229.13 kJ/mol和108.26 ～ 1.18×109 s-1.升温速率为30℃/min时,有足够热量促进煤焦内部有机结构分解生成大量挥发分,煤焦内部形成合理的温度梯度,阻碍了热缩聚反应造成孔隙阻塞,挥发分顺利释放促进了孔隙结构形成.程序升温热解焦SC1烧失率为46.5％,比表面积为312.91 m2/g,孔容为0.178 cm3/g,平均孔径为2.271 nm;而快速热解焦SC2烧失率为37.3％,比表面积达到424.25 m2/g,孔容为0.189 cm3/g,平均孔径2.342 nm,以微孔为主,结构参数明显好于SC1.快速热解炭化制备活性焦前驱体,促进煤焦生成大量无定形结构和缺陷结构,利于活化阶段微孔孔隙结构的构筑.