·934· 工程科学学报，第38卷，第7期 匀，此时试样中由孔隙存在而造成的应力集中的累积 平均孔径与高温抗拉强度关系见图6(b).F-焦炭其 效应也因孔隙的均匀分布而相对减弱网，使高温抗拉 整体平均孔径小于30μm,I-焦炭的平均孔径在30~ 强度高于CO2条件.与-焦炭相比，F-焦炭孔隙率和 70um之间.相对I-焦炭，F-焦炭的高温抗拉强度随 平均孔径较小，气孔壁结构相对均匀，使其强度较 平均孔径增加迅速降低.可见小于30μm气孔尺寸的 高网，因此F一焦炭整体高温抗拉强度高于一焦炭. 变化对焦炭高温抗拉强度影响较大，相比之下大于30 161273K 一F-炭-C0,1373K 量一-焦炭-0 μm气孔尺寸的变化对焦炭高温抗拉强度影响较弱. ●一F-炭-H,0 ●公 ◆一F-张炭-H0 12 ★一1-想炭-C0 ★一1-焦炭-C0 平1-焦炭-H,0 平-焦炭-H,0 F一焦炭本身孔隙率低，反应前期的造孔过程生成了大 8 量小孔，造孔过程气孔壁结构遭到破坏，比表面积增加 ● ■ 同时焦炭强度降低.相对C02条件，H20反应后气孔 ★ 0 孔径小，不但保护了气孔壁结构，而且表表面积增加使 16-1473K 1573K 焦炭破碎过程裂纹更加曲折，所需消耗的能量更大 2 -焦炭-H0 1-焦炭-H,D 扩孔过程使F一焦炭和I一焦炭的孔径逐渐增加，气孔壁 破坏严重，比表面积降低使焦炭破碎时需要的能量降 低，焦炭抗拉强度随比表面积降低而降低 0·10203040010203040 针对反应率为20%的焦炭，分析不同条件下孔隙 反应率/% 结构对多孔焦炭高温抗拉强度影响规律.反应率20% 图5反应率与焦炭抗拉强度关系 Fig.5 Relationship between the reaction rate and the tensile strength 的F一焦炭和I一焦炭的气孔壁强度指数见图7.抗拉强 of coke 度越高，P值越低，其中H,0反应后焦炭中平均孔径 小，且孔径分布均匀，使气孔壁厚度均匀，其P值低 2.3孔隙结构对焦炭抗拉强度影响 于C02条件.F-焦炭孔隙率较低，气孔壁强度高于【一 针对1473K下多孔焦炭抗拉强度，分析孔隙结构 焦炭，所以相同气化剂条件下一焦炭Pi值低于一 对焦炭抗拉强度的影响规律.1473K下焦炭抗拉强度 焦炭 与孔隙结构关系见图6.孔隙率与抗拉强度关系见图 由图4可知对于相同反应率的多孔焦炭，在不同 6(a).随孔隙率增加焦炭高温抗拉强度呈递减趋势 反应条件下孔径分布存在差异.因此，分析多孔焦炭 、a F'-焦炭-C0, 14 一F-焦荧-C0 F-焦炭-H) ·一F-焦炭-H,O 12 ▲I-焦炭-C0 12 ▲1-焦炭-C0 210 I-焦炭-H,0 10 1-焦炭-H,0 8 6 6 2 2 35 40 5055 60 65 0 10 20304050 60 孔隙率% 平均孔径μm 14⊙ 12 气孔量 ■ 8 气孔尺寸 5 ★ ·F-焦炭-C0 ●一F-焦炭-H(0 2 +1-焦炭-C0 T【-焦炭-H,0 12 16 20 比表面积/m2·g) 图61473K下焦炭的孔隙结构与抗拉强度关系.(a)孔隙率：(b)平均孔径：(c)比表面积 Fig.6 Relationship between the pore structure of coke and its tensile strength at 1473 K:(a)porosity:(b)average pore size:(c)specific surface area工程科学学报，第 38 卷，第 7 期 匀，此时试样中由孔隙存在而造成的应力集中的累积 效应也因孔隙的均匀分布而相对减弱［19］，使高温抗拉 强度高于 CO2 条件． 与 I--焦炭相比，F--焦炭孔隙率和 平均孔 径 较 小，气孔壁结构相对均匀，使 其 强 度 较 高［18］，因此 F--焦炭整体高温抗拉强度高于 I--焦炭． 图 5 反应率与焦炭抗拉强度关系 Fig． 5 Ｒelationship between the reaction rate and the tensile strength of coke 图 6 1473 K 下焦炭的孔隙结构与抗拉强度关系． ( a) 孔隙率; ( b) 平均孔径; ( c) 比表面积 Fig． 6 Ｒelationship between the pore structure of coke and its tensile strength at 1473 K: ( a) porosity; ( b) average pore size; ( c) specific surface area 2. 3 孔隙结构对焦炭抗拉强度影响 针对 1473 K 下多孔焦炭抗拉强度，分析孔隙结构 对焦炭抗拉强度的影响规律． 1473 K 下焦炭抗拉强度 与孔隙结构关系见图 6． 孔隙率与抗拉强度关系见图 6( a) ． 随孔隙率增加焦炭高温抗拉强度呈递减趋势． 平均孔径与高温抗拉强度关系见图 6( b) ． F--焦炭其 整体平均孔径小于 30 μm，I--焦炭的平均孔径在 30 ～ 70 μm 之间． 相对 I--焦炭，F--焦炭的高温抗拉强度随 平均孔径增加迅速降低． 可见小于 30 μm 气孔尺寸的 变化对焦炭高温抗拉强度影响较大，相比之下大于 30 μm 气孔尺寸的变化对焦炭高温抗拉强度影响较弱． F--焦炭本身孔隙率低，反应前期的造孔过程生成了大 量小孔，造孔过程气孔壁结构遭到破坏，比表面积增加 同时焦炭强度降低． 相对 CO2 条件，H2O 反应后气孔 孔径小，不但保护了气孔壁结构，而且表表面积增加使 焦炭破碎过程裂纹更加曲折，所需消耗的能量更大． 扩孔过程使 F--焦炭和 I--焦炭的孔径逐渐增加，气孔壁 破坏严重，比表面积降低使焦炭破碎时需要的能量降 低，焦炭抗拉强度随比表面积降低而降低． 针对反应率为 20% 的焦炭，分析不同条件下孔隙 结构对多孔焦炭高温抗拉强度影响规律． 反应率 20% 的 F--焦炭和 I--焦炭的气孔壁强度指数见图 7． 抗拉强 度越高，Pai 值越低，其中 H2O 反应后焦炭中平均孔径 小，且孔径分布均匀，使气孔壁厚度均匀，其 Pai 值低 于 CO2 条件． F--焦炭孔隙率较低，气孔壁强度高于 I-- 焦炭，所以相同气化剂条件下 F--焦炭 Pai 值低于 I-- 焦炭． 由图 4 可知对于相同反应率的多孔焦炭，在不同 反应条件下孔径分布存在差异． 因此，分析多孔焦炭 · 439 ·