不同反應(yīng)氣氛下高氯煤中氯的熱遷移及釋放特性研究

黃 璞，寧 堅(jiān)，靳 虎,2，王澤安，涂垚杰，劉 豪

（1.華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；2.西安航天源動力工程有限公司，陜西 西安 710100）

新疆是我國重要的煤炭基地，根據(jù)有關(guān)部門資料，新疆地區(qū)預(yù)測煤炭總儲量占全國40%以上，其中吐魯番地區(qū)、昌吉自治區(qū)、伊犁州直和哈密地區(qū)預(yù)測儲量均在3 000億t以上[1]。受成煤條件的影響，新疆煤中的堿金屬和氯含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）都比較高[2]。當(dāng)煤中氯含量超過0.25%，燃燒時就會對設(shè)備造成腐蝕，縮短換熱設(shè)備的壽命，并產(chǎn)生結(jié)皮堵塞現(xiàn)象，存在極大的安全隱患，同時煙氣中含有大量的HCl，對環(huán)境污染嚴(yán)重[3-7]。新疆哈密地區(qū)萬向煤中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.170%，含氯水平遠(yuǎn)高于我國常規(guī)動力用煤[6-9]。根據(jù)《煤中有害含量元素分級》（GB/T20475.2—2006），通過煤中氯含量可將煤分為低氯煤（<0.150%）、中氯煤（0.150~0.300%）和高氯煤（>0.300%），萬向煤屬于高氯煤范疇，在推廣應(yīng)用方面受到嚴(yán)重限制[10-11]。

目前，關(guān)于煤中氯的釋放特性多集中于中低氯煤，新疆高氯煤中氯的熱遷移及釋放特性還未引起足夠的關(guān)注。蔣旭光等[11-12]選取中等氯含量的五陽貧煤和兗州煙煤，在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行了不同溫度和燃燒時間的煤燃燒殘?jiān)新群康臏y定，發(fā)現(xiàn)煤燃燒殘?jiān)械穆群颗c燃燒時間、燃燒溫度之間有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。李寒旭等[10]采用TG-MS技術(shù)研究了燃燒條件下煤中氯的析出特性，結(jié)果表明：在150~300 ℃時存在于煤表面的離子態(tài)氯首先釋放；在400~500 ℃時有機(jī)態(tài)氯開始析出；無機(jī)氯化物則在700 ℃以上釋放。何杰[13]通過在小型管式爐上進(jìn)行煤燃燒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在1 000 ℃氧化性氣氛中，煤中HCl大部分在10 min內(nèi)釋放，30 min后基本釋放結(jié)束。劉澤常等[14]發(fā)現(xiàn)氯的釋放速率與煤中揮發(fā)分含量有關(guān)，揮發(fā)分含量越高，煤中氯的釋放越快。王錦平等[7]通過研究多種氣氛下神府煤中氯的釋放特性，發(fā)現(xiàn)在450 ℃時，煤中氯的釋放率從高到低的順序?yàn)镺2，O2+H2O，空氣+H2O，空氣，N2+H2O，H2O，N2，氧化性氣氛中氯的釋放率更高。Frigge等人[15]通過對比氣化和熱解條件下的氯釋放特性，發(fā)現(xiàn)氣化條件下HCl的低溫釋放峰值（300~600 ℃）比熱解條件下更低。Guo等人[16]在石英管反應(yīng)器中研究了大同煤在熱解條件下的氯釋放特性，結(jié)果表明：在150~350 ℃時煤中有機(jī)氯釋放；在350~800 ℃時弱吸附狀態(tài)的無機(jī)氯釋放；無機(jī)氯化物（NaCl、CaCl2）則在800 ℃以上釋放。葛暉駿[17]研究了準(zhǔn)東煤熱解過程中的氯釋放特性，發(fā)現(xiàn)在低溫段（400 ℃和600 ℃）和高溫段（800 ℃和1 000 ℃）氯表現(xiàn)出不同的遷移路徑，但最終釋放形式都是以大量HCl和少量NaCl為主。筆者所在課題組前期已針對高氯煤中氯的賦存狀態(tài)及燃燒過程中氯的釋放及遷移特性進(jìn)行了初步研究，研究發(fā)現(xiàn)：萬向煤中無機(jī)離子態(tài)氯占比92%，有機(jī)態(tài)氯占比8%；在燃燒過程中，低溫階段（<600 ℃），原煤中的氯主要以HCl、Cl2及有機(jī)氯等形式析出，高溫階段主要以NaCl晶體析出[6]。

本文在前期研究的基礎(chǔ)上，選取了新疆哈密地區(qū)的萬向煤為實(shí)驗(yàn)研究對象，在固定床反應(yīng)器上考察了不同反應(yīng)氣氛對萬向煤中氯的熱遷移及釋放特性的影響，比較分析了氯在熱解、氣化和燃燒過程中的釋放規(guī)律，進(jìn)一步分析了高氯煤中氯的揮發(fā)遷移路徑，為高氯煤的清潔安全利用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 煤質(zhì)特性

實(shí)驗(yàn)用煤采用新疆萬向煤，經(jīng)破碎、研磨和篩分處理，選取粒徑100 μm以下的煤粉作為實(shí)驗(yàn)樣品[6]。工業(yè)分析參照《煤的工業(yè)分析方法》（GB/T212—2008），元素分析參照《煤的元素分析》（GB/T3191—2015），煤中硫含量參照《煤中全硫的測定方法》（GB/T214—2007）測定，結(jié)果見表1[6]。參照《煤中氯的測定方法》（GB/T3558—2014），采用艾氏卡混合劑熔樣-離子色譜法測定原煤中的總氯含量，結(jié)果見表2。由表1和表2可知，萬向煤屬于低灰分、低硫、高鈉、高氯、高揮發(fā)分煤種[2]。

表1 萬向煤的工業(yè)分析和元素分析Tab.1 Proximate and ultimate analysis of Wangxiang coal

表2 萬向煤中的氯、鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其水溶性摩爾比Tab.2 The chlorine and sodium mass fraction and watersoluble mole ratio in Wangxiang coal

原煤水洗前后的XPS分析結(jié)果如圖1所示。原煤水洗前無機(jī)氯占比89.89%，有機(jī)氯占比為10.11%；原煤水洗后，無機(jī)氯占比為17.22%，有機(jī)氯占比達(dá)82.78%，由此可見萬向煤中氯的賦存形態(tài)主要為無機(jī)水溶性氯[6]。參照《煤炭浮沉試驗(yàn)方法》（GB/T478—2008），利用有機(jī)浮選液將萬向煤分為4個密度級，分別為WX1（＜1.4 g/mL）、WX2（＞1.4~1.5 g/mL）、WX3（＞1.5~1.6 g/mL）、WX4（＞1.6 g/mL），同時對相應(yīng)密度級的煤粉進(jìn)行低溫（500 ℃）灰化處理，萬向煤各密度級煤樣和相應(yīng)低溫灰XRD分析結(jié)果如圖2所示[6]。由圖2a)可知：萬向煤各密度級煤樣均不存在NaCl晶體；由圖2b)可知，與中低密度級不同，高密度級煤樣的低溫灰中不存在NaCl，由此可推測原煤中氯主要賦存于有機(jī)質(zhì)中，與重礦物無關(guān)[6]。

圖1 原煤水洗前、水洗后XPS測試結(jié)果Fig.1 The XPS results of the raw coal before and after washing

1.2 氯的熱遷移實(shí)驗(yàn)

萬向煤氯釋放的靜態(tài)平衡實(shí)驗(yàn)在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行（圖3）。3種不同反應(yīng)氣氛分別為：模擬空氣N2（80 mL/min）+O2（20 mL/min）、高純N2（100 mL/min）和高純CO2（100 mL/min）。實(shí)驗(yàn)過程中對吸氣瓶前的管路進(jìn)行120 ℃保溫，以防止管內(nèi)水蒸氣的冷凝。?。?.00±0.01）g的干燥原煤置于石英吊籃中，煤粉上部覆有足夠的石英棉防止煤粉流失，控制升溫速率為10 ℃/min，升至設(shè)定溫度后保溫1 h。測定石英吊籃處煤粉溫度記為實(shí)驗(yàn)溫度，分別為200、400、600、800、900、1 000 ℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通入100 mL/min的N2，將反應(yīng)器中的固體殘?jiān)鋮s至室溫，取出樣品進(jìn)行稱量，并計(jì)算灰產(chǎn)率[6]。同時利用去離子水對石英管、煤上方石英棉以及其他管路部分進(jìn)行反復(fù)清洗，過濾定容至500 mL，采用離子色譜測定溶液中的氯含量，這部分氯標(biāo)記為管路吸附氯[6]。在反應(yīng)裝置尾部采用2個裝有100 mL KOH（0.05 mol/L）溶液的鼓泡瓶對尾氣中的含氯物質(zhì)進(jìn)行有效吸收，將此吸收液過濾定容至500 mL，采用離子色譜測定溶液中的氯含量，這部分氯標(biāo)記為溶液吸收氯[6]。

焦中氯含量的測定參照GB/T3558—2014，采用艾氏卡混合劑熔樣-離子色譜法進(jìn)行測定，使用艾氏卡試劑與煤焦充分混合，將煤焦中的氯收集到溶液中，經(jīng)過濾定容至500 mL，采用離子色譜進(jìn)行測定，重復(fù)3次取算術(shù)平均值，相對誤差應(yīng)小于3%，并將此測試結(jié)果與GB/T3558—2014中的艾氏卡混合劑熔樣-硫酸氫鉀滴定法進(jìn)行對比，相對誤差應(yīng)小于5%[18-20]。

焦的XPS分析采用ESCALAB250Xi型X射線光電子能譜儀，對C1s、Cl2p元素能譜進(jìn)行掃描，掃描范圍為0~1.350 eV，峰值附近0.1eV步進(jìn)，并以C1s(284.8eV)為標(biāo)準(zhǔn)校正，使用XPS-peak 4.1軟件進(jìn)行分峰擬合：其中無機(jī)氯結(jié)合能198~199 eV，有機(jī)氯結(jié)合能200~201 eV，2p3/2和2p1/2間距1.6 eV，面積比2:1[6]。

采用德國耐馳的STA449F3同步熱分析儀進(jìn)行不同氣氛高溫下NaCl的熱重實(shí)驗(yàn)，取樣品（20±0.01）mg均勻置于坩堝中，設(shè)定升溫速率為10 ℃/min，在模擬空氣N2（80 mL/min）+O2（20 mL/min）、高純N2（100 mL/min）和高純CO2（100 mL/min）下從室溫升至1 300 ℃。

由于煤中氯元素的熱遷移及釋放路徑比較復(fù)雜，在整個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中可能分布于灰渣、管路、尾氣吸收液以及焦中，為簡化描述以便后續(xù)分析，本文定義了焦（灰）產(chǎn)率Pjh、固體殘?jiān)葁cz(Cl)、管路吸附氯wgl(Cl)、溶液吸收氯wry(Cl)、焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)wjh(Cl)、氯釋放率wr(Cl)，其中焦（灰）質(zhì)量記為mjh、原煤質(zhì)量記為mym、焦中總氯記為mjh(Cl)、原煤總氯記為mym(Cl)、管路總氯記為mgl(Cl)、溶液總氯記為mry(Cl)、氯釋放總量記為mr(Cl)，計(jì)算方法如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 不同反應(yīng)氣氛下氯的釋放比例分析

為探究萬向煤氯的釋放形式，采用固定床反應(yīng)器對不同氣氛各個溫度下氯的釋放進(jìn)行定量分析。萬向煤在N2、CO2、空氣氣氛中不同溫度下保溫1 h焦的灰產(chǎn)率如圖4所示。由圖4可以看出：隨加熱溫度的上升，3種氣氛下焦的灰產(chǎn)率均呈現(xiàn)下降的趨勢；在600 ℃之前，N2和CO2氣氛下焦的灰產(chǎn)率相近，明顯高于空氣氣氛，這主要是因?yàn)槿f向煤揮發(fā)分含量較高，在空氣氣氛下保溫的過程中，煤中小分子（CO、H2等）的不斷析出導(dǎo)致中間溫度逐漸升高，進(jìn)而發(fā)生劇烈氧化和自燃[6]；在空氣氣氛中600 ℃保溫1 h后，煤幾乎全部燃盡，僅剩下灰分，此時N2氣氛下的灰產(chǎn)率為69.04%，CO2氣氛下的灰產(chǎn)率為72.27%；當(dāng)溫度升高至1 000 ℃，CO2氣氛下的焦完全氣化，而N2氣氛下焦的灰產(chǎn)率仍高達(dá)61.11%，說明此時熱解焦中仍有大量的碳存在。

圖4 不同溫度下保溫1 h焦的灰產(chǎn)率Fig.4 The ash yield of coke for 1 h heat preservation at different temperatures

萬向煤在N2、CO2、空氣氣氛中不同溫度下保溫1 h焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖5所示。

圖5 不同溫度下保溫1 h的焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.5 The mass fractions of chlorine in coke for 1 h heat preservation at different temperatures

由圖5可以看出：在3種氣氛中，隨著溫度的升高，焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體上呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢；空氣氣氛中，氯在焦中的富集現(xiàn)象最為明顯，在800 ℃左右達(dá)到最高水平，氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)11.49%，富集后為原煤氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的9.82倍，這是因?yàn)殡S著溫度的升高，煤的灰產(chǎn)率迅速降低，此時煤中大部分氯并未釋放，導(dǎo)致固體殘?jiān)械穆群棵黠@升高；N2及CO2氣氛中氯在固體殘?jiān)械母患F(xiàn)象較弱，CO2氣氛中，900 ℃焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值4.03%，為原煤中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3.44倍，N2氣氛下的最大富集溫度為800 ℃，焦中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.56%，為原煤中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.33倍。

萬向煤在N2、CO2、空氣氣氛中不同溫度下保溫1 h的固體殘?jiān)热鐖D6所示。由圖6可以看出：在空氣氣氛下，200 ℃保溫1 h釋放了12.72%的氯，這一部分氯主要為原煤中有機(jī)形態(tài)的氯[21]；在低溫下（<600 ℃），N2、CO2氣氛下固體殘?jiān)纫哂诳諝鈿夥眨绰鹊尼尫怕室陀诳諝鈿夥?，這主要是因?yàn)榈蜏叵赂邠]發(fā)分的萬向煤暴漏在氧氣充足的空氣氣氛中，小分子的不斷析出導(dǎo)致煤的中間溫度升高，使煤發(fā)生劇烈氧化和自燃，有機(jī)氯釋放加快[6]；而在CO2和N2氣氛中，低溫下熱解作用基本不發(fā)生，氯的釋放幾乎可以忽略；在高溫下（>800℃），對比3種氣氛下600~1 000 ℃溫度范圍內(nèi)固體殘?jiān)瓤梢钥闯?，?00、800 ℃時，三者接近；在900 ℃時，空氣氣氛下的固體殘?jiān)纫黠@低于CO2和N2氣氛，CO2和N2氣氛基本一致；在1 000 ℃時，N2氣氛下的固體殘?jiān)茸罡?，氯釋放率最低，而CO2和空氣氣氛基本一致，固體殘?jiān)冉咏?.6%，氯釋放率高達(dá)99.4%，接近完全釋放。

圖6 不同溫度下保溫1 h的固體殘?jiān)菷ig.6 The contents of chlorine in residual solid for 1 h heat preservation at different temperatures

2.2 不同反應(yīng)氣氛下固體產(chǎn)物中氯的轉(zhuǎn)化特性

不同氣氛各溫度下固體產(chǎn)物XRD結(jié)果如圖7所示。由圖7可以看出：在空氣氣氛中，固體殘?jiān)械穆仍跍囟雀哂?00 ℃時全部以NaCl晶體的形式存在，這是因?yàn)樵诟哂?00 ℃時，煤已接近完全燃燒，固體殘?jiān)緸榛曳郑⑶襒RD檢測到灰中的含氯礦物僅有NaCl一種，因此可以推斷原煤中的氯首先與鈉結(jié)合形成NaCl，并在低于800 ℃時穩(wěn)定存在[2,6]；在200 ℃熱解及氣化時，由于溫度較低，焦只失去了少部分的外在水，其性質(zhì)基本和原煤一致，因此在N2及CO2氣氛下不做考慮；在N2氣氛下，高于600 ℃時焦中形成NaCl晶體，溫度越高，晶體的峰強(qiáng)度越強(qiáng)，晶向結(jié)構(gòu)越明顯，并且NaCl晶體在1 000 ℃的高溫焦中仍可以穩(wěn)定存在；在CO2氣氛下，焦中氯的形態(tài)轉(zhuǎn)化在低溫下（<900 ℃）和N2氣氛一致，在高溫下（>900 ℃）和空氣氣氛的轉(zhuǎn)化規(guī)律一致；在600~900 ℃之間的樣品中檢測到NaCl晶體，而在400 ℃及1 000 ℃的樣品中未檢測到，這主要是因?yàn)樵?00 ℃下，溫度較低，熱解氣化作用弱，焦中氯、鈉離子聚合成晶體的現(xiàn)象不明顯；而在1 000 ℃的高溫下，由于CO2分子的活性強(qiáng)，氣化作用明顯，原煤中的有機(jī)碳全部揮發(fā)，氯元素全部釋放，只剩下灰分。

圖7 不同氣氛下不同溫度焦的XRD分析Fig.7 The XRD results of coke at different temperatures in different atmospheres

為進(jìn)一步分析不同氣氛下焦中氯的形態(tài)轉(zhuǎn)化，分別選取了N2氣氛下（400、600、800、1 000 ℃）焦、CO2氣氛下600 ℃焦以及空氣氣氛下400 ℃焦進(jìn)行XPS測試，結(jié)果如圖8所示。

圖8 不同氣氛下不同溫度焦的XPS測試結(jié)果Fig.8 The XPS results of the coke at different temperatures in different atmospheres

由圖8圖a)—d)可以看出：原煤經(jīng)過熱解之后，焦中有機(jī)氯比例明顯升高，隨熱解溫度的升高，焦中有機(jī)氯的比例呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢；當(dāng)熱解溫度從400 ℃升高至800 ℃時，有機(jī)氯相對比例從61.00%提高到77.14%，這主要是因?yàn)闊o機(jī)鹽向有機(jī)氯化物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，在800 ℃之前焦中的無機(jī)氯離子不太可能逸出[15]；而熱解溫度從800 ℃升高到1 000 ℃時，焦中的部分氯受熱釋放導(dǎo)致有機(jī)氯含量的降低；并且隨著溫度的升高，有機(jī)氯峰的位置也逐漸升高，從400 ℃升溫到1 000 ℃，有機(jī)峰的位置從200.14 eV逐漸增加到200.60 eV，這是因?yàn)樵敬嬖谟诿褐锌紫端械穆入x子要遷移到孔隙表面，并且和煤的大分子官能團(tuán)結(jié)合需要一定的反應(yīng)能；溫度越高，無機(jī)氯離子轉(zhuǎn)變成有機(jī)氯的程度越高，同時有機(jī)氯也會從不穩(wěn)定的含氯結(jié)構(gòu)（如-C(=O)Cl）轉(zhuǎn)變?yōu)殒I合更牢固的C-Cl物種[3]。

由圖8e)可以看出，600 ℃氣化焦中的氯主要以有機(jī)形式存在，比例高達(dá)88.61%，與600 ℃熱解焦的分析結(jié)果存在一致性。由圖8f)可以看出，空氣氣氛下的分峰結(jié)果顯示焦中15.57%為有機(jī)氯，84.43%為無機(jī)氯，對比原煤中XPS分峰結(jié)果（圖1a)），有機(jī)氯的比例從10.11%提高到15.57%。

整體來看，3種氣氛下焦中氯的形態(tài)均不再與原煤中保持一致，熱解、氣化煤焦中的氯主要以有機(jī)形式存在，燃燒煤焦中的氯主要以無機(jī)形式存在。因此推測原煤中無機(jī)氯的轉(zhuǎn)化途徑為，當(dāng)煤失

去水分、揮發(fā)分和部分有機(jī)碳時，煤中存在的一部分無機(jī)氯會與Na離子結(jié)合形成NaCl晶體，一部分則會轉(zhuǎn)化成吸附在煤的微孔和裂隙表面的有機(jī)氯（如季胺基團(tuán)和堿金屬羧基配合物等），這部分氯不溶于水[3,22]。

2.3 不同反應(yīng)氣氛高溫下焦中NaCl晶體的釋放特性

進(jìn)一步分析高溫條件下不同氣氛下氯釋放特性的差異，計(jì)算了3種氣氛下1 000 ℃保溫1 h各部分氯的占比，結(jié)果如圖9所示。由圖9可以看出：在3種反應(yīng)氣氛下，各部分氯之和均小于100%，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中氯存在一定的損失，另外焦中有部分氯以有機(jī)氯的形式釋放，離子色譜無法檢測到；在1 000 ℃的高溫下，CO2和空氣2種氣氛下的各部分氯占比基本接近，但在N2氣氛下，氯釋放量明顯低于CO2及空氣氣氛，焦中仍有61.70%的氯未釋放，這部分氯部分以NaCl晶體形式存在，部分以有機(jī)氯形式存在。

圖9 不同氣氛下1 000 ℃保溫1 h氯釋放的平衡分析Fig.9 The balance of chlorine release at 1 000 ℃ for 1 h heat preservation in different atmospheres

圖10 為N2氣氛下1 000 ℃焦的SEM結(jié)果。由圖10可以看出，焦中的一部分NaCl晶體暴露在焦樣的表面，一部分則半包裹在有機(jī)碳的內(nèi)部，進(jìn)一步證實(shí)了焦中有機(jī)碳的存在會阻礙NaCl的高溫?fù)]發(fā)。

圖10 N2氣氛下1 000 ℃焦的SEM結(jié)果Fig.10 The SEM results of the coke at 1 000 ℃ in N2 atmosphere

為探究NaCl晶體的釋放是否和氣氛相關(guān)，進(jìn)一步解釋N2氣氛下熱解焦中的NaCl晶體未釋放的原因在于氣氛還是焦中有機(jī)碳，對純的NaCl晶體在3種氣氛下進(jìn)行TG-DTG測試，結(jié)果如圖11所示。由圖11可以看出，在不同的氣氛下，NaCl晶體的失重區(qū)間均在800~1 000 ℃，釋放峰值均在950 ℃左右，且在1 000 ℃之前均全部氣化，這說明NaCl晶體的揮發(fā)和氣氛沒有聯(lián)系，僅受到溫度的影響。

圖11 不同氣氛下NaCl晶體的TG-DTG曲線Fig.11 The TG-DTG curves of NaCl crystal in different atmospheres

結(jié)合3種氣氛不同溫度下的灰產(chǎn)率可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)固體產(chǎn)物僅為灰分和NaCl晶體的混合物時，CO2和空氣氣氛下氯的釋放基本和NaCl晶體的TGDTG曲線一致；但當(dāng)焦中存在有機(jī)碳時，N2和CO2氣氛下600~900 ℃焦中的氯幾乎都不釋放，并且在1 000 ℃的高溫下，N2氣氛焦中的NaCl晶體仍能穩(wěn)定存在，說明焦中的有機(jī)碳阻礙了NaCl晶體的揮發(fā)。

3 結(jié) 論

1）熱解、氣化焦中氯主要以有機(jī)形式存在，燃煤灰渣中的氯主要以無機(jī)NaCl形式存在。

2）氯的釋放與溫度、氣氛有關(guān)。在相同溫度條件下，燃燒過程中氯的釋放要快于熱解及氣化。在相同氣氛下，氯的釋放與溫度呈正相關(guān)。當(dāng)溫度達(dá)到1 000 ℃時，氣化過程中煤中氯接近完全釋放，而熱解過程中煤中氯仍然有高達(dá)61.70%的氯殘存于焦中，主要因?yàn)榻怪杏袡C(jī)碳阻礙了NaCl晶體的揮發(fā)。

3）焦中氯的形態(tài)轉(zhuǎn)化主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面在煤失去水分、揮發(fā)分及部分有機(jī)碳的過程中，煤中部分無機(jī)形態(tài)的氯離子與鈉聚合成NaCl晶體，部分轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)與煤的大分子基團(tuán)結(jié)合形成C-Cl鍵并吸附在煤的微孔和裂隙表面；另一方面當(dāng)煤失去全部的有機(jī)碳僅剩下灰分時，灰中的氯幾乎全部以NaCl晶體的形式存在。