煤干餾反應動力學的2種研究方法比較

  COREX工藝熔融氣化爐采用塊煤作為原燃料及還原劑,塊煤進入氣化爐內,其中水分、揮發分和焦油在高溫干餾下析出,而焦油析出特點會影響到塊煤的成焦質量和性能。在高溫熱解過程塊煤的裂解速度可依據焦油析出動力學進行分析,依此,能夠深入探究塊煤高溫裂解機理。

  科研工作者為了深入了解COREX塊煤在高溫下的裂解機理,對所用塊煤進行了不同溫度下的高溫干餾試驗,確定不同溫度下塊煤焦油析出規律,之后分別采用混合模型法和分段法研究其干餾過程反應動力學,計算了相應的活化能和其他動力學參數。

  結果表明:混合模型法擬合得到3個階段反應級數n分別為0.5、0.8、1.0,且活化能隨著溫度升高而增加,但由于該方法放棄反應模型物理意義,得到的只是表觀活化能。分段法則根據煤干餾不同過程,確定了反應過程的機理分別為非等溫收縮核、一級熱解反應和分子擴散的反Jander模型,3個反應階段的活化能分別為27.82、63.41、84.04kJ/mol,間接地反映出塊煤的裂解動力學特性,同時可為COREX熔融氣化爐的數值模擬提供動力學參數。