神華煤熱解特性與非等溫動(dòng)力學(xué)研究
作者/來源：周 華，王 強(qiáng)，陳志雄，王知彩，水恒福(安徽工業(yè)大學(xué) 煤潔凈轉(zhuǎn)化與綜合利用安徽省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，馬鞍山 243002) 日期： 2010-09-09 點(diǎn)擊率：1436
煤的熱解對(duì)煤的氣化、液化和焦化有著重要的影響。深入了解這一過程，將有助于增進(jìn)對(duì)煤利用方式的理解，尤其是對(duì)低階煤資源的有效利用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。神華煤是一種煤化度相對(duì)較低的長(zhǎng)煙煤，具有較高的反應(yīng)活性。該煤種低硫、低灰，是我國(guó)煤直接液化工業(yè)示范裝置的首選煤種，因而有關(guān)神華煤的液化性能已經(jīng)開展了持續(xù)而廣泛的研究。煤的直接液化即為煤的熱解和加氫過程。煤液化轉(zhuǎn)化率和液化油收率主要取決于煤大分子結(jié)構(gòu)的適度裂解和裂解產(chǎn)物(自由基)的及時(shí)加氫，因而研究煤的熱解過程和動(dòng)力學(xué)對(duì)于優(yōu)化煤液化反應(yīng)條件和工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)，提高煤液化效率，充分利用優(yōu)質(zhì)煤資源具有重要意義。本文主要通過神華煤的熱重試驗(yàn)，考察不同升溫速率的熱失重變化，研究熱重分析與煤液化性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過對(duì)煤熱解動(dòng)力學(xué)研究，探索適合的煤液化條件和煤液化過程的反應(yīng)機(jī)理。
近代煤結(jié)構(gòu)認(rèn)為，煤是非均一的混合物，既有分子量大小不一的有機(jī)化合物，又含有多種無機(jī)礦物質(zhì)。煤的主體結(jié)構(gòu)是三維空間的高分子化合物，它是由結(jié)構(gòu)相似但又不完全相同的結(jié)構(gòu)單元通過橋鍵聯(lián)結(jié)而成。因此，對(duì)于煤熱解機(jī)理的研究不能應(yīng)用純物質(zhì)熱解機(jī)理單一的研究方法來簡(jiǎn)單處理。本文根據(jù) Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求解熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的結(jié)果，對(duì)溫度進(jìn)行合理的分段處理，這樣，既避免了由于機(jī)理和反應(yīng)級(jí)數(shù)不同使得人為地對(duì)溫度的分段處理，而且還可以將采用其他方法的計(jì)算結(jié)果與FWO法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行平行比較，從而推測(cè)出合理的機(jī)理模型。
1 試 驗(yàn)
1.1 原料
試驗(yàn)使用煤樣為神華煤，其元素分析及工業(yè)分析數(shù)據(jù)列于表1。
1.2 熱重分析
神華煤的熱重試驗(yàn)采用SHIMADZU TG-60差熱分析儀，樣品質(zhì)量約10mg，熱重分析采用的載氣是流量為50mL／min....
