含碳球團(tuán)是以煤粉和焦粉等固體燃料作為還原劑。煤中可燃基按其工業(yè)分析分為兩類,即揮發(fā)和固定碳,因此,煤不僅是固體還原劑,而且其中的揮發(fā)分具有氣體還原劑的特點(diǎn)。揮發(fā)分中只有少量的H2和CO可以直接作為還原劑,其中大部分的碳?xì)浠衔锉仨毩呀馍蒆
2和C后才能作為還原劑。由于煤的這一特殊性,使得含碳球團(tuán)的還原過(guò)程十分復(fù)雜,而人們?cè)谘芯亢记驁F(tuán)的還原時(shí),重點(diǎn)都集中在碳的還原作用上,往往忽略了揮發(fā)分的還原作用。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),隨溫度的升高,含碳球團(tuán)還原過(guò)程中的主要反應(yīng)為∶揮發(fā)分的熱解,鐵氧化物被揮發(fā)分中CO和H2以及其裂解產(chǎn)物H2和C還原,鐵氧化物被碳還原。因此,含碳球團(tuán)的還原應(yīng)該分為三個(gè)部分,即揮發(fā)分的熱解、揮發(fā)分的還原作用和碳的還原作用。
煤的熱解過(guò)程本身就是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。雖然從事煤的燃燒和煤化工等的科研工作者進(jìn)行了大量的研究工作,但關(guān)于煤熱解的機(jī)理一直爭(zhēng)論不休,因?yàn)槊簾峤膺^(guò)程的失重取決于其加熱過(guò)程的實(shí)踐和溫度歷程,即升溫速度、加熱終溫以及在此溫度下分解過(guò)程所經(jīng)歷實(shí)踐的長(zhǎng)短。因此,在不同條件下,煤的熱解規(guī)律有很大差異。
在含碳球團(tuán)中,煤的熱解過(guò)程和其中揮發(fā)分的還原作用常常同時(shí)進(jìn)行,在實(shí)驗(yàn)方法上不采取有效措施,很難講它們區(qū)別開(kāi)來(lái),因此,關(guān)于這方面的研究工作很少。
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