内蒙古褐煤热解破碎特性：热力与机械力的影响

"内蒙古褐煤热解过程中的破碎/粉化特性" 在煤炭转化过程中，褐煤的热解是一项重要的研究领域。热解是指在无氧或有限氧气条件下，煤在高温下分解为气体、液体（如焦油）和固体（如半焦）的过程。内蒙古褐煤，因其独特的物理化学性质，其在热解过程中的破碎和粉化现象对于理解和优化热解工艺至关重要。 该研究中，研究人员周琦等人提出了一套描述颗粒破碎和粉化的表征指标，这些指标有助于量化热解过程中煤颗粒的变化情况。他们通过实验室内的固定床和流化床实验装置，模拟了不同热解条件，包括单独的热力加载和机械力加载，以及两者的耦合加载，以此探究各种因素对褐煤颗粒破碎和粉化的影响。 实验结果显示，仅受热力作用时，煤颗粒的粒度变化率和粉化率比仅受机械力作用时更高。这表明热力在褐煤热解过程中起着主导作用，可能导致颗粒的内部结构发生变化，进而导致粒度减小。相反，机械力主要影响颗粒表面，造成破碎而非显著的粉化。 半焦的孔隙结构和粒度分布的改变主要由热力加载引起，这可能与热解过程中煤的物理化学反应和相变相关。而机械力加载则主要影响颗粒的形状，不涉及显著的内部结构变化。当热解过程中热力和机械力共同作用时，粒度变化率和粉化率都增加了，显示出两种加载方式的协同效应。 此外，研究还发现煤中挥发分含量与热解焦油产率及颗粒粉化率有正相关性。挥发分含量越高，热解过程中产生的焦油越多，同时颗粒粉化程度也越严重。这一发现揭示了挥发分在热解过程中可能作为媒介，促进了颗粒的破碎和粉化。 为了更准确地预测褐煤热解过程中的破碎和粉化程度，研究人员建立了一个煤热解前后平均粒径的关联函数模型。通过比较模型预测值与实验数据，发现两者间的相对误差较小，证明了该模型的有效性和实用性。这一模型的建立为未来优化热解工艺，控制褐煤热解过程中的颗粒尺寸变化提供了理论依据。 这项研究揭示了内蒙古褐煤在热解过程中的破碎和粉化特性，强调了热力和机械力加载的不同影响，以及挥发分含量的重要性。这些发现对于优化热解工艺，提高褐煤资源的高效利用，减少副产品处理的困难具有重要意义。