压力与活性碱及碱土金属对准东煤热解特性及热解动力学的影响
2021-11-18陈希叶张林瑶杨春晖邱朋华
煤炭加工与综合利用 2021年10期
陈希叶,张林瑶,邢 畅,刘 栗,杨春晖,邱朋华
(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院;2.哈尔滨工业大学 化工与化学学院;3.哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨 150001)
作为燃料热化学转化的第一步,热解对后续的反应过程起到重要的影响作用[1]。热解是一种极其复杂的过程,包含了很多物理反应和化学反应,因此会受很多因素的影响,例如热解温度、升温速率、反应设备、煤质情况等[2]。准东煤作为一种低阶煤,其煤质相较于其他煤种灰成分有明显差别,其碱及碱土金属(AAEM)含量较高[2-4]。Serio等[5-8]认为煤中离子可交换态的AAEM降低热解过程中焦油的产生率,抑制煤的热解过程。热解压力的提高抑制了挥发分和煤焦油的释放,延长了它们在煤焦孔隙的停留时间,改变了煤焦的理化结构,从而影响煤的热解气化反应特性[9]。Seebauer等[10-12]利用热天平和丝网反应装置对煤的热解过程进行研究,并指出热解压力的提高能够抑制挥发分和焦油的生成,从而提高了半焦的产量。王贤华等[13]利用高温高压热重分析仪(PTGA)研究指出,当热解压力小于0.8 MPa时,加压有利于神府煤中挥发分的析出,而过高压力不利于其挥发分的析出。因此,深入研究准东煤的加压热解特性及活性AAEM对其热解特性和动力学的影响,对于确保准东煤的清洁高效利用具有重要意义。
利用单一扫描速率法研究非等温固相反应动力学时,会出现多种不同模式函数均可以和同一条模拟或实验数据曲线进行准确匹配的情况[14-17],Brown等[18-22]提出为了得到更加准确可靠的动力学参数,应该尽量避免使用单一升温(扫描)速率方法,而推荐使用多重升温(扫描)速率方法。……
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