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1、第31卷第2期煤炭學(xué)報Vol.31No.22006年4月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYApr12006文章編號:0253-9993(2006)02-0219-04非等溫?zé)嶂胤治鲅芯棵航箽饣瘎恿W(xué)周志杰,范曉雷,張薇,王輔臣,于遵宏(華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所,上海200237)摘要:使用等溫法和非等溫法熱重分析研究了神府煤焦氣化反應(yīng)動力學(xué).在非等溫法中,Doyle和Coats-Redfern近似函數(shù)都可以模擬煤焦氣化反應(yīng)過程,兩種函數(shù)在不同的升溫速率下得到了與等溫法相近的E值.對比兩個函數(shù)擬合實驗數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù),
2、確定在非等溫?zé)嶂胤治鲋惺褂肅oats-Redfern函數(shù)在15℃/min的升溫速率下求取煤焦氣化反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)是一種既簡便又準(zhǔn)確的方法.關(guān)鍵詞:非等溫法;熱重分析;煤焦氣化;氣化動力學(xué)中圖分類號:TQ541文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AChargasificationkineticsusingnon2isothermalTGAZHOUZhi2jie,FANXiao2lei,ZHANGWei,WANGFu2chen,YUZun2hong(InstituteofCleanCoalTechnology,EastChinaUniversityofScienc
3、eandTechnology,Shanghai200237,China)Abstract:ThegasificationkineticsinCO2ofShenfucharwasinvestigatedusingbothisothermalandnon2isother2malTGA.Innon2isothermalTGA,DoyleandCoats-Redfernapproximateequationscanbeusedtosimulatechargasificationbehaviors.ComparingwithEobtainedv
4、iaisothermalTGA,twoapproximationsobtainedthebestyieldatdifferentheatingrates,respectively.Aftercomparingcorrelationcoefficientofapproximatesimulations,itisfoundthattheoptimummethodtocalculategasificationkineticsparametersisusingCoats2Redfernapproximationinnon2isothermal
5、TGAandataheatingrateof15℃/min.Keywords:non2isothermalTGA;thermogravimetricanalysis;chargasification;gasificationkinetics[1～3]國內(nèi)外研究者針對煤焦氣化反應(yīng)動力學(xué)和氣化活性做了廣泛的研究.熱重分析是研究煤焦氣化動力學(xué)的重要手段之一.等溫法和非等溫法是利用熱重分析儀研究煤焦氣化動力學(xué)常用的兩種熱分析方法,[3]等溫法研究得出的是煤焦的整體反應(yīng)性,而非等溫法研究得出的是煤焦氣化過程的反應(yīng)性的變化.與等溫法相比,非等溫法
6、具有實驗量小、操作周期短、測得信息多等特點,但是由于動力學(xué)參數(shù)與升溫速率[4]相關(guān),數(shù)據(jù)難于分析等因素制約了非等溫?zé)嶂胤治龅倪M(jìn)一步應(yīng)用.為了擴(kuò)大非等溫法在熱重研究煤焦氣化動力學(xué)中應(yīng)用,本文運(yùn)用非等溫?zé)嶂胤治鲅芯苛松窀航箽饣磻?yīng)動力學(xué),提出了可以合理求取動力學(xué)參數(shù)的非等溫法,并與等溫法所得結(jié)果進(jìn)行了比較,校驗了新方法的合理性.1實驗部分111實驗原料及條件神府煤焦,熱解溫度950℃,煤焦粒徑>180μm.煤焦性質(zhì)見表1.收稿日期:2005-09-26基金項目:國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃基金資助項目(2004CB217704)作者簡介:周
7、志杰(1976-),男,江蘇宜興人,博士研究生.Tel:021-64252522,E-mail:zzj@ecust1edu1cn220煤炭學(xué)報2006年第31卷表1神府煤焦的工業(yè)分析和元素分析實驗儀器為美國ThermoCahn公司的Table1ProximateandultimateanalysisresultsThermax500型熱重分析系統(tǒng),每次實驗樣品ofShenfuchar%量為14～18mg,鉑金絲網(wǎng)吊籃,反應(yīng)氣體流工業(yè)分析元素分析速為1500mL/min.等溫法氣化溫度為:875,AdryVmdafFCdafw(Cdaf
8、)w(Hdaf)w(Ndaf)w(Stdaf)900,925,950,975℃,升溫過程中使用N2101331599614187100012801300138作保護(hù)氣;非等溫法的升溫速率分別為:5,10,15,20,25
