梁 坤 周 军， 吴 雷 周晶晶 张秋利， 宋永辉 兰新哲

(1.西安建筑科技大学化学与化工学院，710055 西安；2.陕西省冶金工程技术研究中心，710055 西安；3.西安建筑大学冶金工程学院，710055 西安)

0 引 言

煤炭资源是人类最主要的矿产资源，其最直接的利用方式是直接燃烧发电，然而，这种直接利用方式会造成严重的生态环境破坏[1]。因此，煤炭资源的高效清洁利用成为当下能源研究的重点内容之一[2-3]。低变质煤微波热解技术是微波技术与煤热解技术相结合的一种新型高效热解技术，具有加热速度快、选择性加热、控制简单、安全环保等优点[4-6]。虽然已有较多学者对煤的微波热解进行了大量实验研究，但研究工作多集中在热解产物收率及特性方面，对微波炉腔体内的电场和煤样的温度场分布的变化研究较少。微波腔体中电磁场分布是煤微波热解炉设计的关键，直接关系到微波热解炉的工业开发应用[7]，而煤样的温度场分布直接影响微波热解的能效[8]。数值模拟是一种可视化和量化的技术，借助计算机模拟，能够减少大量的中间试验，寻找最佳的操作参数，达到过程优化的目的[9-11]。CHEN et al[12]模拟了块状橡胶的微波加热行为，研究了微波频率、功率和样本大小对温度场分布的影响。结果表明，微波频率、功率和样本大小都对温度场分布存在影响，且在微波频率为2.45 GHz时，加热效率最高。块状橡胶内外温差随着功率的增加而增大；减小样品尺寸，温度分布更加均匀，但微波加热效率降低。……