煤燃烧反应活化能计算方法的研究

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1、万方数据第23卷第3期2007年5月电站系统工程Pow贫SystcmEnginc硎ng、，01．23No．3M瓤2007文章编号：1005啪6x(2007)03—ool5-03煤燃烧反应活化能计算方法的研究江西省电力科学研究院毛晓飞陈念祖摘要：采用多重扫描速率法中的Fl”n．walI旬盈wa方法对3种煤燃烧反应的活化能进行研究．发现计算出来的暖_吨腿n并不完全落在区问【：20·60】内，然而20≤鬈≤60是Ry柏·wan旬眭啪方法中的重要前提条件．所以对Fly柏-wan旬盈啪方法进行了改进。将20

2、≤”≤60改为lO≤Ⅳ≤30·采用改进后的方法对3种煤的燃烧反应的活化能重新进行了计算，计算出来的扭完全落在区间【lO．30】内．关键词：反应动力学；活化能；热分析；燃烧中图分类号：1K16文献标识码：AImpro、，ingtheFlynn-WaIl—ozawaMethodinCalculatingtheActivationEner斟inCombustionReactionsoftheCoalMAoXiao．fei．CHENNian．2mAbstract：Theactiv缸ioncnergyinc

3、ombustionrc∞tionsoftllr∞l‘iIldsOf∞aIhasb啪柚aIyzcdbyFIynn-Wml．0zawametllod，whichis∞cofmemultiplesc柚ningmetllods．WefindttIattlIecaIcul删“ispartIyiIltlle眦a丘Dm20to60．whiIc20≤“≤60istlleimport锄tprccondition．SomeFl”m·Wml．O盈wamctllodh舔bo％i唧rovcdbylO≤”≤30in咖adof

4、20≤”≤60．Theactivationcnergyin∞mbustion托删ionsoftllrcckiIldsof∞aIhasb咄l坤caIcula刚bytllcim口mvcdmcmod锄dtllecalculatcd材isallinme卸隐仃omlOto30．1嘶woflds：lcinctics；activationener叠y；tIIemal姐aJysis：∞mbustion活化能胙为一个重要的反应动力学指标，常用来表征反应进行的难易程度，求解活化能的方法有很多种，从操作方式上可分为单个

5、扫描速率法和多重扫描速率法两大类：单个扫描速率法是通过在同一扫描速率下，对反应测得的一条热分析曲线上的数据点进行动力学分析的方法。该方法通过对动力学方程进行各种重排和组合，最后得到不同形式的线性方程，然后通过所得直线的斜率就可以求得活化能F1】；多重扫描速率法是指用不同升温速率下所测得的多条热分析曲线进行分析．这种方法用至少3条热分析曲线上同一转化率a处的数据，既可以减小升温速率的影响，又可以不涉及到反应机理函数，因此能够获得较为可靠的活化能雅【11。FIyIln．W砒l-0盟wa方法是比较典型的

6、多重扫描速率法，在煤燃烧反应活化能计算中经常采用f2叫．本文采用Flynn．Wml旬翻wa方法对3种煤的燃烧反应的活化能进行了研究，重点对该算法中的假设条件20≤“≤60进行了分析，并进行了一定的改进，使得采用改进后的算法计算的点值更准确、更合理，也为煤燃烧和熟解反应中的着火、燃尽等特性的研究提供参考．1实验部分1．1实验样品实验选取了3种无烟煤，分别为群l动力煤、群2动力煤和群3动力煤，粒径均小于200肛m，工业分析结果见表1．1．2实验仪器及方法实验仪器：德国NETZSCH公司STA449型综

7、合热分析仪．收稿日期：2006．10-27一毛晓飞(1978·)。男。工学硕士。工程师．南昌．330006表l煤样的工业分析摧琏工业分析，％干基高位发热量一’‰‰一_FC_趔·培1#1动力煤1．0612．8817．668．4629．10#2动力煤1．937．8918．771．4828．04聋3动力煤O．9913．7623．“6I．7l26r36实验方案：采用氧化铝坩埚，取样8mg左右，气氛为氧气20mUmin，氮气80mUmin，在lO℃／min、20℃／IIIin、30℃／mm、40℃／min四

8、种升温速率下，分别将撑l动力煤、撑2动力煤和撑3动力煤从20℃加热到1400℃，使得热分析曲线最终达到稳定状态。实验测得的1-G曲线分别见图l、图2和图3。伯戌■庄，℃撑l动力煤在4种升温速率下的TG曲线图2群2动力煤在4种升温速率下的1．G曲线∞∞∞为∞釉∞∞∞万方数据16电站系统工程2007年第23卷图3撑3动力煤在4种升温速率下的Tb曲线2动力学分析方法2．1Flvnn．Wall-0z抓忸方法【l‘，】煤粉燃烧的反应速度是升温速率、终温及燃烧产物质量的函数。假设无限短时间内的