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配煤炼焦过程中的炭化行为研究
煤炭是一种重要的化石燃料，其在能源、化工、冶金等众多领域中具有重要的地位和广泛的用途。而配煤炼焦是煤炭利用过程中的一项重要技术，通过向热炉中投放不同品种的煤炭使其在高温下发生炭化、软化、液化和气化等一系列化学反应，最终得到焦炭、煤气等产物。因此，研究配煤炼焦过程中的炭化行为具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、炭化行为概述
炭化是指高温下煤炭中的无机质和有机质分解并重新组合成固体炭。这个过程可以分为两个阶段：
1.一段热解阶段，即在煤炭被加热的过程中，由于高温导致其内部结构发生变化，使其发生热解和挥发。其中，煤中挥发分（包括水、甲烷、乙烷、乙烯、苯、甲醛、甲基苯等）先于热解气分离出煤体，并向外排放。
2.聚合阶段，即高温下挥发分离出去后，剩余的非挥发分开始在煤样中发生断裂、聚合和产生粘结的过程，最终形成固体炭。
二、影响炭化行为的因素
1.煤质和煤种
煤质和煤种是影响焦化质量的重要因素。这是因为不同煤种的挥发性、固定碳含量、孔隙结构、孔径分布等物理和化学特性存在明显的差异。由于不同煤种的特性导致有机质组成不同，因此在高温下发生的断裂、聚合和结晶反应也不尽相同。
2.煤罐温度
焦化炉内的煤罐温度也是影响炭化行为的关键因素之一。当煤罐温度超过一定范围时，煤炭中的有机质和无机质就会发生重要的物理化学变化，从而影响炭化的进程。例如，当煤罐温度超过700℃时，煤中的无定形碳就会部分结晶成为晶体碳，这对于提高焦化质量非常重要。
3.加热速度
加热速度是指单位时间内加热的温度升高率。一般来说，加热速度越慢，炭化就会越充分，产生的炭也会更稳定。这是因为在加热慢的情况下，煤中的有机质有更多的时间进行热解、挥发和聚合反应。
4.煤粉粒度
煤粉粒度也会影响炭化行为。煤粉的细度会加强炭化反应的表面效应，提高挥发分的脱除率，但也会增加罐内的抗流动性，使得其均化不易，造成碎渣现象。
三、炭化行为的调控策略
1.选择合适的热解温度
热解温度是影响炭化过程的主要因素之一，选择合适的热解温度可以充分发挥有机质和无机质的作用，增强它们之间的相互作用，提高炭化质量。但煤的热解温度要逐渐升高，才能使得煤炭中的无定形碳转化到晶体碳的过程逐步完成，从而避免产生过多的孔洞和有粘结的碎渣。
2.煤的配比和混合
焦炭也可以通过在进料中混合不同的煤种，从而实现产物的改善或调整。在不同煤种之间的配比和混合的过程中，需要注意不同的煤炭的热值、灰份、挥发份、发热曲线等参数，以便把它们调和到一个控制的范围内，以提高炭化质量。
3.控制细度
小颗粒的煤粉不易均化，并且容易聚结，这样会在焦炭中产生很多的孔洞，增加其孔容、孔径和孔隙度（孔径分布良好的焦炭的可磨性要好于孔径分布不连续的渣炭），但是加大粒度会引起焦化反应的速率过慢，再加上小颗粒的堆积密度小，容易产生氧渗透现象，影响反应质量，所以最好控制在一定的范围内。
四、结语
配煤炼焦是煤炭利用过程中的一项重要技术，在工业生产中有广泛的应用。了解和研究炭化行为对于改进焦化炉操作、提高产品品质、降低能源消耗、减少环境污染等方面都有一定的意义。