多层流化床褐煤热解半焦的自燃与吸水特性优化

本文主要探讨了多层流化床热解半焦技术在褐煤处理中的应用及其特性。研究者邹涛和赵飞翔通过利用多层流化床热解和气化装置，在不同的操作条件和模式下，成功制备了半焦产品，并对其自燃倾向性和水分复吸特性进行了深入研究。 首先，他们发现经过多层床的上部热解和下部部分气化过程，褐煤的挥发分含量大幅度减少，这使得半焦的表面官能团几乎完全去除，从而显著提高了其燃点，降低了半焦的自燃风险，增强了热稳定性。这表明，这种热解工艺对于控制半焦的安全性能具有重要意义。 其次，无论是未经处理的褐煤还是经过热解和气化的半焦，都显示出不同程度的水分复吸现象。研究结果显示，半焦的饱和含水量范围在6.9%至12.5%之间，明显低于褐煤空干基的原始含水量15.5%。这表明热解和部分气化过程不仅改变了半焦的化学性质，也对其水分行为产生了影响。 进一步分析发现，半焦的吸水性与其比表面积密切相关。当半焦表面的亲水性官能团被去除后，吸水性主要由比表面积决定，即半焦的比表面积越大，吸水后的饱和含水量也随之增加。这一发现为优化热解工艺以控制半焦的水分管理提供了重要的理论依据。 此外，论文还引用了国家重点基础研究发展规划(973)基金和国家自然科学基金的资助，显示了这项研究的重要科研价值和所处的研究背景。两位作者的专业领域分别是煤炭热解和气化以及煤炭化学工程、高分子材料和矿物材料，他们的合作为煤炭资源的有效利用和安全处理提供了新的视角。 这篇首发论文通过对多层流化床褐煤热解半焦的自燃倾向性和水分复吸特性的系统研究，揭示了热解工艺对改善半焦性能的关键作用，并为进一步优化煤炭转化过程和确保能源安全提供了科学依据。