煤的热分解 粉煤灰可作为高性能超细掺合料
开发粉煤灰基无机填料是未来粉煤灰绿色高值化利用和进一步加大利用率的重要方向 。尤其是近几年来成为各高校及科研院所研究的重点。但由于无机填料的粒度要求细,粉煤灰超细研磨的能耗太高,没有经济性,以及没有好的改性技术使粉煤灰能达到各种无机填料的功能化高价值,因此多年来一直没有产业化。我们经过多年研发在国际上率先突破了粉煤灰的低成本超细研磨、分级和功能化高附加值改性并率先实现了产业化运营。随着这一系列技术的深入完善与发展,粉煤灰基无机填料将是市场巨大潜力无穷。
煤的热分解
煤被加热到足够高的温度时开始热分解,产生煤焦油和被毪为挥发分的气体。挥发分是可燃性气体、二氧化碳和水蒸气的混合物。可燃性气体中除了一氧化碳和氢气外,主要是碳氢化合物,还有少量的酚和其它成分。
近几十年来,煤的热分解研究是世界上十分活跃的研究领域之一。这不仅由于热分解是煤的燃烧过程的一个重要的初始过程,对着火有极大的影响,也因为它是煤的其它转换过程如气化、液化、精炼等的重要步骤,同时与污染物的形成也有密切的联系。仅就燃烧来说,热分解的影响大致有两个方面:
(1)直接作用:挥发分的释放一方面造成煤粒质量的直接消耗,同时这些释放出来的挥发物质会在气相环境中或煤粒表面燃烧,产生的热量或者使环境气体温度升高,或者使煤粒本身被迅速加热,提高煤粒温度,又反过来加速煤粒的多相着火与燃烧。
(2)间接作用:由于挥发分的释放,使煤粒的化学结构、表面形态及孔隙结构发生了很大变化,从而改变了煤焦的反应性能;此外,由于挥发分的析出与燃烧抑制了氧化剂向煤粒表面和孔隙内部的扩散作用,从而改变了煤焦的燃烧速率。
热分解过程中煤的失重取决于其加热过程的时间--温度历程,即升温速度、加热终温以及在此温度下分解过程所经历时间的长短。煤粉磨粉机再生产煤粉设备中占据了一个比较重要的地位。挥发分的成分也一样。它的某些成分在较初析出时会和其它成分及残炭反应,因而最终的挥发分成分将部分地取决于挥发分从残炭中引出的速度。
一般而言,煤的热分解有两种含义,一是指煤的干馏,即在惰性气氛中加热时煤的挥发物析出的过程,称为“热解”(Pyrolysis):一是指煤在氧化性气氛中加热时,在初期阶段煤的挥发分析出的过程,称为“脱挥发分”(Devolatilization)。由于实验方面的困难以及受从火焰中获取数据的限制,到目前为止,大量有关挥发分析出的信息都来自煤在惰性气氛中的热解哺3|。为了方便起见,人们把实际上是在一个连续范围内变化的热解工况分成了两类,一类是快速热解过程,即煤粉燃烧时,煤粉颗粒的加热速度很高(104‘C/s或更高),总的热解时间小于ls,而且挥发分很快地由残炭表面逸出。当颗粒尺寸小于lO091"13.时,就会产生快速热解。另一类是慢速热解过程.它发生在许多碳化炼焦过程中。慢速热解的加
热速度低到小于10。C/min,热解的时间长达几分钟或几个小时,而且高浓度的挥发分与固体残留物或容纳这些挥发分的容器表面的接触时间也往往延长了。
山东埃尔派粉体科技有限公司采用超细分级机从Ⅰ级灰中经济性的选出D97,5-30um的微珠,粒度可调。分级后剩余的粗灰由于是从分选一级灰中得到,其珠体含量高、形状好,残炭等不定形物少。比普通粗灰、原状灰或二级灰起到更好的滚珠效应、更高的活性、更低的需水量。因此可以作为二级灰直接销售,性能明显优于普通二级灰;也可以作为水泥厂的粉磨辅料,进一步降低粉磨成本,提高水泥质量;还可以用于制砖、砌块、板材等建材,广泛用于道路、墙体材料,性能明显优于普通粗灰或原状灰。