郭文涛等：孔隙结构特征对焦炭高温抗拉强度的影响 ·933 促进小孔生产，其比表面积高于C02条件.-焦炭本 相比C0,条件，H,0反应后焦炭的孔径分布峰值向小 身平均孔径较大，气化反应过程生成小孔数量较少，随 孔径侧移动，可见H,0反应后多孔焦炭中生成大量的 反应进行气孔逐渐扩大，因此其比表面积随反应率增 小孔.图4(c)是反应率20%的多孔焦炭孔径分布图. 加而降低 由于相同反应率下，H,0反应后焦炭中100μm以下的 多孔焦炭与CO,和H,O反应后，不同反应率下孔 气孔数量高于C0,条件，孔径分布相对均匀.孔径差 径分布见图4.图4中纵坐标dV1dgD是由差商 异小的多孔材料气孔壁厚度均匀，能够保证多孔材料 (W1-)八g(D,+1/D,)计算得出，V代表孔隙体积， 具有相对较高的抗变形能力圆 D是孔隙入口直径，i是指压汞过程中某一压力段.未 2.2焦炭的抗拉强度 反应焦炭的孔径分布见图4(a).F-焦炭和I-焦炭孔 不同反应率下焦炭高温抗拉强度见图5.由于气 径分布的峰值分布出现在8.6um和40μm处，由于F- 化反应的实质是造孔和扩孔的过程，随反应率增加，焦 焦炭气孔数量少，所以孔径集中分布在5~15m范 炭内部气孔数量和孔径均增加，比表面积呈降低趋势， 围，而I-焦炭集中在30~60μm范围.随反应率增加 多孔焦炭内部损伤逐渐增多，因此多孔焦炭高温抗拉 孔径分布的峰值逐渐升高，且峰值对应的孔径也逐渐 强度逐渐降低回. 不同温度下均表现出相似的变化 增加.可见随反应率增加，气孔数量增加，孔径变大 规律.与H,0反应后多孔焦炭中孔隙分布逐渐趋于均 (a) 0.6b 05 ←F-焦炭 -F-焦炭-C0 +一I-焦炭 0.5 ·一F-焦炭-HO 0.4 一1-焦炭-C0 0.4 一I-焦炭-H,O 0.3 Tow)/(P/AP .[ow)/3TP/AP 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 10-3 102 101 10㎡10 10 103 10-2 10-1109 10 102 孔径μm 孔径μm (e) d 0.8 一-焦炭-CO 0.8 一-焦炭-C0 ·一F-焦炭-HO 。一F-焦炭-HO 0.6 ·一-焦炭-C02 一1-焦炭-H,0 0.4 (3-ow)/TP/AP 一I-焦炭-C0, 0.6 一1-焦炭-H,0 0.2 0.2 0 102 10-110910 10 102 10110 10 孔径μm 孔径μm 1.4e) 1.2 ·一F-焦炭-C0 ◆一F-焦炭-H,0 1.0 一1-焦炭-C0 0.8 一I-焦炭-H,0 .ow)/(P/AP 0.6 0.4 0.2 0 10-2 10- 10 10 102 孔径μm 图4焦炭与C02和H20反应后，不同反应率下孔径分布.(a)未反应：(b)反应率10%：()反应率20%：(d)反应率30%：()反应率 40% Fig.4 Pore size distribution of coke after reacting with CO2 and H20:(a)unreacted:(b)reaction ratio of 10%:(c)reaction ratio of 20%:(d) reaction ratio of 30%:(e)reaction ratio of 40%郭文涛等: 孔隙结构特征对焦炭高温抗拉强度的影响 促进小孔生产，其比表面积高于 CO2 条件． I--焦炭本 身平均孔径较大，气化反应过程生成小孔数量较少，随 反应进行气孔逐渐扩大，因此其比表面积随反应率增 加而降低． 图 4 焦炭与 CO2 和 H2O 反应后，不同反应率下孔径分布． ( a) 未反应; ( b) 反应率 10% ; ( c) 反应率 20% ; ( d) 反应率 30% ; ( e) 反应率 40% Fig． 4 Pore size distribution of coke after reacting with CO2 and H2O: ( a) unreacted; ( b) reaction ratio of 10% ; ( c) reaction ratio of 20% ; ( d) reaction ratio of 30% ; ( e) reaction ratio of 40% 多孔焦炭与 CO2 和 H2O 反应后，不同反应率下孔 径分 布 见 图 4． 图 4 中 纵 坐 标 dV / dlgD 是 由 差 商 ( Vi + 1 － Vi ) /lg( Di + 1 /Di ) 计算得出，V 代表孔隙体积， D 是孔隙入口直径，i 是指压汞过程中某一压力段． 未 反应焦炭的孔径分布见图 4( a) ． F--焦炭和 I--焦炭孔 径分布的峰值分布出现在 8. 6 μm 和 40 μm 处，由于F-- 焦炭气孔数量少，所以孔径集中分布在 5 ～ 15 μm 范 围，而 I--焦炭集中在 30 ～ 60 μm 范围． 随反应率增加 孔径分布的峰值逐渐升高，且峰值对应的孔径也逐渐 增加． 可见随反应率增加，气孔数量增加，孔径变大． 相比 CO2 条件，H2O 反应后焦炭的孔径分布峰值向小 孔径侧移动，可见 H2O 反应后多孔焦炭中生成大量的 小孔． 图 4( c) 是反应率 20% 的多孔焦炭孔径分布图． 由于相同反应率下，H2O 反应后焦炭中 100 μm 以下的 气孔数量高于 CO2 条件，孔径分布相对均匀． 孔径差 异小的多孔材料气孔壁厚度均匀，能够保证多孔材料 具有相对较高的抗变形能力［18］． 2. 2 焦炭的抗拉强度 不同反应率下焦炭高温抗拉强度见图 5． 由于气 化反应的实质是造孔和扩孔的过程，随反应率增加，焦 炭内部气孔数量和孔径均增加，比表面积呈降低趋势， 多孔焦炭内部损伤逐渐增多，因此多孔焦炭高温抗拉 强度逐渐降低［19］． 不同温度下均表现出相似的变化 规律． 与 H2O 反应后多孔焦炭中孔隙分布逐渐趋于均 · 339 ·