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1、小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤的熱解特性及其動(dòng)力學(xué)模型 摘要：利用熱重分析法對(duì)小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn)研究.通過分析熱重（TG）和微分熱重（DTG）曲線得出：隨著熱解升溫速率的提高，TG曲線向高溫側(cè)移動(dòng)，產(chǎn)生熱滯后現(xiàn)象，最大熱解速度明顯加大；隨著煤粉粒度的增大，最終失重量減少；隨著熱解溫度的升高，熱解產(chǎn)物的生成量逐漸增加，在400～600℃之間，熱解產(chǎn)物的生成速度最快，熱解最劇烈；通過線性擬合發(fā)現(xiàn)該煤樣的熱解反應(yīng)機(jī)理為三維擴(kuò)散反應(yīng)機(jī)理模型，并在已知反應(yīng)機(jī)理函?檔那榭魷慮蠼獬雋嗣貉?的熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型. 關(guān)鍵詞：劣質(zhì)褐煤；熱解特性；反應(yīng)機(jī)理；動(dòng)力學(xué)模型 中圖分類號(hào)：TK6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
2、Abstract：ExperimentalstudyonpyrolysisofXiaolongtanlowgradebrowncoalusingthermogravimetrywasperformed.AccordingtotheanalysisofTGandDTGcurves，itcouldbeconcludedthatasthemaximumpyrolysisrateincreased，TGcurvesmovedtothehightemperatureside.Thephenomenonofthermalhysteresisappeared.Thetotalweightlossw
3、asreducedwiththeincreasingofcoalparticlesize.Theamountofpyrolysisproductsincreasedasthepyrolysistemperaturerose.Thehighestamountofpyrolysisproductswasachievedwhenthepyrolysistemperaturewasovertherangefrom400℃to600℃.Andthemostintensereactionwasobserved.Bylinearfitting，itcouldbefoundthatthreedime
4、nsionaldiffusionreactionmechanismmodelsatisfiedthereactionmechanismofbrowncoalpyrolysis.Atlast，thereactionkineticsmodelofbrowncoalpyrolysiswasattained. Keywords：lowgradebrowncoal；pyrolysischaracteristics；reactionmechanism；dynamicmodel 我國經(jīng)濟(jì)長期處在一個(gè)高速發(fā)展階段，對(duì)能源的需求也逐年增加，而我國石油和天然氣資源嚴(yán)重缺乏，因此以煤炭資源作為我國主要
5、能源的這一戰(zhàn)略目標(biāo)必然長期存在.電力作為云南省支柱產(chǎn)業(yè)之一，具有重要的地位，尤其是隨著“西電東送”、“云電外送”力度的逐漸加大，電力生產(chǎn)中對(duì)煤的需求也在逐年增加[1-2].云南省是我國褐煤的主要產(chǎn)地之一，且以年輕褐煤為主.這類煤水分大，灰分高，利用率低.因此，研究劣質(zhì)褐煤的熱解特性對(duì)電廠用煤具有重要的指導(dǎo)意義. 本文主要以小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤為研究對(duì)象，考察反應(yīng)條件對(duì)煤樣熱解特性的影響，并根據(jù)熱解得到的熱重（TG）數(shù)據(jù)，確立該煤樣的反應(yīng)機(jī)理，從而得到其熱解動(dòng)力學(xué)模型. 1實(shí)驗(yàn)部分 1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件 實(shí)驗(yàn)采用STA449F3型熱重分析儀，選取小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤，試樣質(zhì)量為10mg，升
6、溫范圍為50～1200℃，保護(hù)氣為氬氣，氣體流量為50mL?min-1. 1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 樣品通過熱重實(shí)驗(yàn)獲得不同升溫速率（10、20、30K?min-1）、煤粉粒度（煤粉分別過40、100、200目篩）和反應(yīng)氣氛（空氣、氮?dú)猓┫碌腡G和微分熱重（DTG）曲線，分析升溫速率、煤粉粒度、反應(yīng)氣氛以及溫度對(duì)煤熱解特性的影響.小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤的工業(yè)分析結(jié)果如表1所示，其中：Mad為分析煤樣的水分；Aad為灰分；Vad為揮發(fā)分；FCad為固定碳；Qar，net為收到基低位發(fā)熱量. 2結(jié)果及分析 2.1升溫速率對(duì)熱解特性的影響 將小龍?zhí)读淤|(zhì)褐煤在三種不同升溫速率下熱解，得到的TG和DT
7、G曲線如圖1所示. 由圖可以看出，隨著升溫速率的增加，TG曲線向高溫側(cè)移動(dòng)，產(chǎn)生熱滯后現(xiàn)象.主要原因是由于煤的熱解為吸熱反應(yīng)，煤的導(dǎo)熱性差，使得升溫速率過快時(shí)試樣內(nèi)部的揮發(fā)分分解緩慢從而產(chǎn)生了熱滯后現(xiàn)象[3].當(dāng)煤以10K?min-1的升溫速率熱解時(shí)，熱解產(chǎn)物明顯少于20、30K?min-1升溫速率的熱解產(chǎn)物，但是最大熱解速度低于升溫速率為20、30K?min-1的熱解速度；當(dāng)煤以20K?min-1的升溫速率熱解時(shí)，最大熱解速度增大；而當(dāng)升溫速率達(dá)到30
