小龙潭劣质褐煤的热解特性及其动力学模型

《小龙潭劣质褐煤的热解特性及其动力学模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、小龙潭劣质褐煤的热解特性及其动力学模型　　摘要：利用热重分析法对小龙潭劣质褐煤进行了热解实验研究.通过分析热重（TG）和微分热重（DTG）曲线得出：随着热解升温速率的提高，TG曲线向高温侧移动，产生热滞后现象，最大热解速度明显加大；随着煤粉粒度的增大，最终失重量减少；随着热解温度的升高，热解产物的生成量逐渐增加，在400～600℃之间，热解产物的生成速度最快，热解最剧烈；通过线性拟合发现该煤样的热解反应机理为三维扩散反应机理模型，并在已知反应机理函?档那榭鱿虑蠼獬隽嗣貉?的热解反应动力学模型.　　关键词：劣质褐煤；热解特性；反应机理；动力学模型　　中图分类号：TK6文献标志码：A　　

2、Abstract：ExperimentalstudyonpyrolysisofXiaolongtanlowgradebrowncoalusingthermogravimetrywasperformed.AccordingtotheanalysisofTGandDTGcurves，itcouldbeconcludedthatasthemaximumpyrolysisrateincreased，TGcurvesmovedtothehightemperatureside.Thephenomenonofthermalhysteresisappeared.Thetotalweightlossw

3、asreducedwiththeincreasingofcoalparticlesize.Theamountofpyrolysisproductsincreasedasthepyrolysistemperaturerose.Thehighestamountofpyrolysisproductswasachievedwhenthepyrolysistemperaturewasovertherangefrom400℃to600℃.Andthemostintensereactionwasobserved.Bylinearfitting，itcouldbefoundthatthreedime

4、nsionaldiffusionreactionmechanismmodelsatisfiedthereactionmechanismofbrowncoalpyrolysis.Atlast，thereactionkineticsmodelofbrowncoalpyrolysiswasattained.　　Keywords：lowgradebrowncoal；pyrolysischaracteristics；reactionmechanism；dynamicmodel　　我国经济长期处在一个高速发展阶段，对能源的需求也逐年增加，而我国石油和天然气资源严重缺乏，因此以煤炭资源作为我国主要

5、能源的这一战略目标必然长期存在.电力作为云南省支柱产业之一，具有重要的地位，尤其是随着“西电东送”、“云电外送”力度的逐渐加大，电力生产中对煤的需求也在逐年增加[1-2].云南省是我国褐煤的主要产地之一，且以年轻褐煤为主.这类煤水分大，灰分高，利用率低.因此，研究劣质褐煤的热解特性对电厂用煤具有重要的指导意义.　　本文主要以小龙潭劣质褐煤为研究对象，考察反应条件对煤样热解特性的影响，并根据热解得到的热重（TG）数据，确立该煤样的反应机理，从而得到其热解动力学模型.　　1实验部分　　1.1实验设备及条件　　实验采用STA449F3型热重分析仪，选取小龙潭劣质褐煤，试样质量为10mg，升

6、温范围为50～1200℃，保护气为氩气，气体流量为50mL?min-1.　　1.2实验内容　　样品通过热重实验获得不同升温速率（10、20、30K?min-1）、煤粉粒度（煤粉分别过40、100、200目筛）和反应气氛（空气、氮气）下的TG和微分热重（DTG）曲线，分析升温速率、煤粉粒度、反应气氛以及温度对煤热解特性的影响.小龙潭劣质褐煤的工业分析结果如表1所示，其中：Mad为分析煤样的水分；Aad为灰分；Vad为挥发分；FCad为固定碳；Qar，net为收到基低位发热量.　　2结果及分析　　2.1升温速率对热解特性的影响　　将小龙潭劣质褐煤在三种不同升温速率下热解，得到的TG和DT

7、G曲线如图1所示.　　由图可以看出，随着升温速率的增加，TG曲线向高温侧移动，产生热滞后现象.主要原因是由于煤的热解为吸热反应，煤的导热性差，使得升温速率过快时试样内部的挥发分分解缓慢从而产生了热滞后现象[3].当煤以10K?min-1的升温速率热解时，热解产物明显少于20、30K?min-1升温速率的热解产物，但是最大热解速度低于升温速率为20、30K?min-1的热解速度；当煤以20K?min-1的升温速率热解时，最大热解速度增大；而当升温速率达到30