[科普中国]-焦炭气孔结构

焦炭气孔结构1(pare structure of coke)是指炭中气孔和孔壁的分布状态。焦炭是一种多孔体，气孔的形状、大小、数量、分布和壁厚等气孔结构参数与焦炭机械强度和焦炭反应性有关。在同一块焦炭中，气孔的大小和壁厚各不相同，分布也极不均匀。

简介焦炭气孔结构(pare structure of coke)是指炭中气孔和孔壁的分布状态1。焦炭是一种多孔体，气孔的形状、大小、数量、分布和壁厚等气孔结构参数与焦炭机械强度和焦炭反应性有关。在同一块焦炭中，气孔的大小和壁厚各不相同，分布也极不均匀。气孔结构取决于煤料性质以及炼焦煤准备和炼焦工艺。由于焦炉炭化室中不同部位的加热速度、煤料散密度、煤气析出途径等多种因素的差异，所生成的焦炭也具有不同的气孔结构。因此，测定焦炭的气孔结构参数，并用次评定焦炭的性能，是研究焦炭的重要内容。

气孔的生成焦炭气孔主要在炭化过程的胶质体阶段形成，当煤在炭化过程中热解析出挥发气体的速度大于气体扩散逸出的速度时，部分未逸出气体在新产生的胶质体内部形成了气孔。同时，胶质体充满颗粒间的空隙，导致胶质体膨胀。随着炭化温度仁升，胶质体流动度增大，体系表面张力变小，气孔开始长大。在气泡密集的部位也会出现气孔合并，形成大气孔。在最大膨胀温度时，气孔达到最大尺寸。然后，在接近固化温度时，伴随着半焦收缩，气孔变小。半焦生成后，温度在600-1000℃之间时，由于H2、CH4等小分子物质逸出，也形成一部分气孔。焦炭气孔结构的形成取决于原料煤的性质(如挥发分、粘结性、流动性和活性组分含量等)装炉煤散密度、装炉方式、加热速度、炭化终温和结焦时间等工艺因素。到的大气孔(尺寸为几毫米)外，肉眼不能辩认的气孔可分为宏观气孔、过渡气孔和微气孔。由于研究的目的不同，气孔的尺寸的划分也各不相同。一般将小于10nm的气孔称作微气孔。大于这个尺寸的气孔称作过渡气孔和宏观气孔1。

气孔的测定测定气孔的方法很多。微气孔可以用气体吸附法测定；过渡气孔和宏观气孔可用压汞法，或用光学显微镜和电子显微镜测定。20纪70年代以来，采用自动图象分析仪测定气孔结构，省时，误差少，可以得到气孔直径、气孔壁厚、气孔周边长、气孔数、气孔形状系数和气孔分布曲线等多种参数，用以综合评价气孔结构1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学