煤的反应性

煤的反应性是指在一定温度条件下，煤与各种气体介质(如二氧化碳、氧气、空气和水蒸气等)发生化学反应的能力。煤的反应性对气化炉中的反应情况、耗煤量和产品气体中的有效组分有影响，对气化炉特别是流化床的正常运转有决定性作用。高反应性的煤可以在生产能力基本稳定的情况下，使气化炉可以在较低的温度下操作，从而避免灰分结渣而破坏煤的气化过程。煤的反应性常用下列测定方法：(1)反应速度；(2)活化能；(3)同温度下产物的最大百分浓度或浓度与时间的关系作图；(4)着火温度或平均燃烧速度；(5)反应物分解率或还原率；(6)临界空气鼓风量；(7)挥发物的热值等。中国多采用二氧化碳的还原率表示煤的反应性。

中国标准(GB220–89)规定了煤对二氧化碳化学反应性的测定方法。其要点是，先将煤样干馏，除去挥发物，然后将其筛分并选取一定粒度的焦渣装入反应管中加热。加热到一定温度后，以一定的流量通入二氧化碳与试样反应。测定反应后气体中二氧化碳的含量，以被还原成一氧化碳的二氧化碳量占原通入的二氧化碳量的百分数，即二氧化碳还原率，作为煤对二氧化碳化学反应性的指标。其计算式如下：

式中：a—二氧化碳还原率，%；

           a—钢瓶二氧化碳气体中杂质气体含量，%；

           V—反应后气体中二氧化碳含量，%。

将还原率α对温度T作图，可得煤的反应性曲线，如图1所示。煤的反应性可用某一特定温度下(如1100℃)的α值表示，也可用某一温度区间(如850~1100℃)的α平均值表示。煤的反应性主要决定于煤化度。煤化度愈低，二氧化碳还原率α值愈高，着火温度愈低，即反应能力愈强。

图1  煤的反应性曲线