煤化學反應(yīng)性的測定

關(guān)于煤化學反應(yīng)性的測定第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄1234預習要求

實驗原理實驗裝置和步驟

5實驗?zāi)康膶嶒灁?shù)據(jù)處理6注意事項7思考題第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月31、實驗?zāi)康?了解煤對不同氣體作用的反應(yīng)能力。

掌握煤化學反應(yīng)性的評價方法。學會結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析并找出最適反應(yīng)溫區(qū)。煤化學反應(yīng)性的測定第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）2、預習要求（3）了解褐煤、煙煤、無煙煤及焦炭的基本特性。

了解實驗裝置、流程、設(shè)備和操作步驟等

（2）寫預習報告，包括實驗?zāi)康呐c要求、實驗原理與方法、實驗內(nèi)容。煤化學反應(yīng)性的測定第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月3、實驗原理煤與氣化劑作用生成氣體混合物的反應(yīng)過程，是復雜的多相反應(yīng)體系。目的是將煤轉(zhuǎn)化成可燃氣體。主反應(yīng)為煤燃燒和氣化化學反應(yīng)：可能發(fā)生的副反應(yīng)為甲烷化化學反應(yīng)：O2+C＝CO2

CO2+C＝2COH2O+C＝CO+H2

CO+H2O＝CO2+H2

2H2+C＝CH4

CO+3H2

＝CH4+H2O

煤化學反應(yīng)性的測定第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月4、實驗裝置和步驟圖4.7.1實驗裝置和流程煤化學反應(yīng)性的測定第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月1-CO2瓶，2—貯氣筒，3—洗氣瓶，4—氣體干燥塔，5—氣體流量計，6-反應(yīng)爐，7—反應(yīng)管，8—奧氏氣體分析器，9-熱電偶，10-溫度控制器煤化學反應(yīng)性的測定第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗步驟如下：（1）將熱處理后3~6mm粒度的試樣加人反應(yīng)管，使料層高度達100mm，并使熱電偶套管頂端位于料層的中央，再用碎剛玉片或碎瓷片充填其余部分。（2）將裝好試樣的反應(yīng)管插人反應(yīng)爐內(nèi)，用帶有導出管的橡皮塞塞緊反應(yīng)管上端，把鉑佬10-鉑熱電偶插人熱電偶套管。（3）通入二氧化碳，檢查系統(tǒng)有無漏氣現(xiàn)象，確認不漏氣后繼續(xù)通二氧化碳2~3min趕凈系統(tǒng)內(nèi)的空氣。煤化學反應(yīng)性的測定第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）接通電源，以20~25℃/min速度升溫，將爐溫升到900°C（無煙煤），在此溫度下保持5min。當氣壓在(1013.3±13.3)hPa(760士10mmHg柱)、室溫在12~28°C時，以500ml/min的流量通人二氧化碳（如氣壓和室溫偏離前述規(guī)定，應(yīng)按附錄A校準），通氣2.5min時用奧氏氣體分析器在1min內(nèi)抽氣清洗系統(tǒng)并取樣。停止通人二氧化碳，分析氣樣中的二氧化碳濃度（若用儀器分析，應(yīng)在通二氧化碳3min時記錄儀器所顯示的二氧化碳濃度）。（5）在分析氣體的同時，繼續(xù)以20~25°C/min的速度升高爐溫。每升高50°C按（4）的規(guī)定保溫、通二氧化碳并取氣樣分析反應(yīng)后氣體中的二氧化碳濃度，直至溫度達到1100°C時為止。特殊需要時，可測定到1200°C。煤化學反應(yīng)性的測定第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月5、實驗數(shù)據(jù)處理（1）原始記錄表表4-7-1煤化學反應(yīng)性的測定第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）計算結(jié)果根據(jù)以下關(guān)系式繪制二氧化碳還原率與反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量的關(guān)系曲線：式中：

α—二氧化碳還原率，%；

x―鋼瓶二氧化碳氣體中雜質(zhì)氣體含量，%；V—反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量，%。注：當鋼瓶二氧化碳的純度改變時，必須重新繪制α與V的關(guān)系曲線。煤化學反應(yīng)性的測定第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）根據(jù)測得的反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量V，從α-V曲線上查得相應(yīng)的二氧化碳還原率。（4）結(jié)果與討論

對以上的實驗數(shù)據(jù)進行處理，將二氧化碳還原率對反應(yīng)溫度作出圖表，找出最適宜的反應(yīng)溫度區(qū)域，并對所得實驗結(jié)果進行討論，包括曲線圖趨勢的合理性、誤差分析、成敗原因等。煤化學反應(yīng)性的測定第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月6、注意事項

任一溫度下兩次測定的二氧化碳還原率值與反應(yīng)性曲線上相應(yīng)溫度下值的差值應(yīng)不超過±3%。煤化學反應(yīng)性的測定第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月7、思考題（1）反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)？如何判斷？如果是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)溫度為多少？實驗室是如何來實現(xiàn)供熱的？工業(yè)上又是如何來實現(xiàn)的？（2）對本反應(yīng)而言是體積增大還是減小？加壓有利還是減壓有利？（3）工業(yè)上采用什么氣化劑（水蒸汽、二氧化碳、富氧）方法？（4）進行反應(yīng)物料衡算，需要一些什么數(shù)據(jù)？如何搜集并進行處理？煤化學反應(yīng)性的測定第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月附錄1：二氧化碳流量的調(diào)整（1）如果測定時氣壓與室溫偏離(1013.3±13.3)hPa和12～28℃，則二氧化碳流量應(yīng)按下式進行調(diào)整：式中：V為需通入的二氧化碳流量，ml/min；P為大氣壓力，hPa；t為室溫，℃。（2）如果計算值在(500±20)mL/min范圍內(nèi)，仍可按500ml/min的流量通入二氧化碳。煤化學反應(yīng)性的測定第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月附錄2：二氧化碳反應(yīng)性測定報告（示例）試樣編號：來樣編號：測定日期：煤化學反應(yīng)性的測定第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月煤化學反應(yīng)性的測定二氧化碳還原率與反應(yīng)溫度關(guān)系圖第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月7、思考題及參考答案煤化學反應(yīng)性的測定（1）反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)？如何判斷？如果是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)溫度為多少？實驗室是如何來實現(xiàn)供熱的？工業(yè)上又是如何來實現(xiàn)的？煤氣化化學反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因為提高溫度可增大平衡常數(shù)，從而提高氣化反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)溫度在900~1200°C之間。

實驗室通過鉑銠10-鉑熱電偶和鎳鉻-鎳硅熱電偶供熱。

（2）對本反應(yīng)而言是體積增大還是減小？加壓有利還是減壓有利？

煤燃燒和氣化化學反應(yīng)為體積增加的反應(yīng)，降低總壓可使Kn增大，從而增加了反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，故降低壓力有利于平衡向煤燃燒和氣化方向移動。第18頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）工業(yè)上采用什么氣化劑（水蒸汽、二氧化碳、富氧）方法？工業(yè)上,煤在氣化爐中高溫條件下與氣化劑反應(yīng)，使固體燃料轉(zhuǎn)化成