煤的熱解模型思考

時間：2014-05-26 10:10:35

作者：博鱼機器

不適用於非等溫過程，文獻提出的雙競爭反應模型有了改進，可用於非等溫過程，然而該模型以及文獻提出的無限個平行反應模型中的動力學參數對煤種來講仍不通用;前述文獻的模型中反應速率係數與煤種無關，但該模型不能用來預報大顆煤粒的熱解過程。為了克服上述一些模型的不足，文獻提出了一個能較為準確地預報在加熱條件下，煤粒直徑的不同煤種揮發分析出過程的通用模型--Fu-Zhang模型。褐煤粉碎機和煤粉破碎機均用於煤粉加工的，前者的粉末較大，後者的粉磨較校在該模型中，揮發分析出的反應動力學參數E和K不隨煤種變化，僅是煤粒終溫T和加熱速率的函數，並找到了E和K及的關係，較好地解決了煤粒熱解過程的數學模擬問題。Fu-Zhang通用熱解模型的主要思想如下：

(1)煤粒熱解的等值動力學參數E和K與煤種無關，僅與煤粒終溫T及加熱速率有關。

(2)煤粒的最終揮發分產量y與煤種、煤粒尺寸和加熱條件有關。

(3)煤粒揮發分析出的總體速率由Arrhenius公式表示。

為什麽在以往的大多數模型中，煤的熱解動力學參數E和K值與煤種有關呢?文獻[99]分析認為，其原因可能是沒有把諸如煤顆粒的孔隙度、尺寸等物理因素和化學反應因素區分開來，通常把物理因素對熱解過程的影響歸結到化學動力學因素中去。因此，這些模型中的化學動力學參數似乎與煤種有關了。而在Fu-Zhang模型中，物理因素對熱解的影響由y來反映，而E，K僅表示熱解過程的化學因素。在該模型中，當量的動力學參數與煤種：危關，這也是有其原因的：許多學者假定煤是由許多官能團組成的有機聚合物，當煤粒受到加熱時，熱解就發生，不同的官能團產生不同的揮發分產物。然而，許多結果表明.對於不同的煤種釋放出的揮發物成分是相似的，這就意味著不同的煤種官能團的種類相似。當煤熱解時，一個鏈的斷裂需要一定量的能量，因此對於煤種，相同的鏈斷裂需要相同的能量。而在同樣的顆粒溫度下，對煤種中的相同的官能團。