2。2。3    煤热解实验设备改进    9 

2。2。4    煤气化实验设备及设备改进   10 

2。3    实验步骤    10 

2。3。1    样本处理   10 

2。3。2    进行煤样品热解   10 

2。3。3    进行半焦气化反应实验   11 

2。4 实验分析方法     11 

3 结果与讨论    14

3。1    同一煤种、气化气氛，不同热解气氛的半焦气化速率对比     14 

3。1。1    褐煤相关工况气化速率分析    14 

3。1。2    无烟煤相关工况气化速率分析    15 

3。1。3    烟煤相关工况气化速率分析    16 

3。2    同一热解、气化气氛，不同煤种的半焦气化速率对比   17 

3。2。1    Ar  热解气氛下半焦气化速率分析    17 

3。2。2    CH4  热解气氛下半焦气化速率分析    18 

3。2。3    CO2  热解气氛下半焦气化速率分析    18 

3。2。4    CO  热解气氛下半焦气化速率分析    19 

第 II  页 本科毕业设计说明书

3。2。5    H2  热解气氛下半焦气化速率分析   19 

3。3 同一煤种、热解气氛，不同气化气氛半焦气化速率对比  20 结论  22 致谢  23 参考文献  2 4 

1 绪论

1。1 引言

煤炭是一种重要的燃料能源，我国的煤炭资源富足，煤炭的产量最高，约占全球煤炭产 量的 11。60%[1]。目前煤炭占我国一次能源消费总量的 70%左右，这要比石油、天然气和其他 一次能源高得多。这也符合我国的能源现状：缺油、少气、富煤。结合我国的燃料储量，煤 炭在很长时间里都依然是能源结构的主体。

而煤炭的大量使用除了带来充裕的电力以及冬天的温暖之外，也带来了严重的环境污 染。我国主要的污染源同样包括煤炭，煤炭的直接燃烧带来了大量的污染物，而当前备受关 注的雾霾现象也与此相关[2]。随着人们对环境问题越来越重视，如何高效清洁的利用煤资源 成为了科研热点，而煤热解、煤气化等都是有效的煤洁净利用方法。 

1。2 煤热解技术

1。2。1 煤热解的概念 煤热解技术可以说是煤转化的一个基础环节，也是关键环节，煤的转化过程基本都是要

经过或者发生煤热解的。我们常听到的煤干馏也是煤热解的另一种叫法，热解的进行需要隔 绝空气，在热解设备内对煤炭加热，这时煤就会发生复杂的物理反应和化学反应，这一过程 就是煤热解 [3]。 文献综述

完整的煤热解可以概括为四个阶段[4]： 

第一阶段(室温-300oC)：在这一阶段发生的主要是物理过程，既脱水与脱气，但煤的形状 无明显变化。 

第二阶段(300-600oC)：此时会形成半焦产物。煤炭在经过解聚和分解反应后，粘结成半 焦。并且还会伴有焦油的析出，产生粗煤气。 

第三阶段(600-1000oC)：此阶段发生缩聚反应，半焦继续发生变化，形成了焦炭，并且在 这一阶段会继续产生煤气。 

第四阶段(1500oC 以上)：这一阶段也可以称作是石墨化阶段，用于生产石墨、碳素等材 料。