煤的热解模型思考

不适用于非等温过程，文献提出的双竞争反应模型有了改进，可用于非等温过程，然而该模型以及文献提出的无限个平行反应模型中的动力学参数对煤种来讲仍不通用;前述文献的模型中反应速率系数与煤种无关，但该模型不能用来预报大颗煤粒的热解过程。为了克服上述一些模型的不足，文献提出了一个能较为准确地预报在加热条件下，煤粒直径的不同煤种挥发分析出过程的通用模型--Fu-Zhang模型。褐煤粉碎机和煤粉破碎机均用于煤粉加工的，前者的粉末较大，后者的粉磨较校在该模型中，挥发分析出的反应动力学参数E和K不随煤种变化，仅是煤粒终温T和加热速率的函数，并找到了E和K及的关系，较好地解决了煤粒热解过程的数学模拟问题。Fu-Zhang通用热解模型的主要思想如下：

(1)煤粒热解的等值动力学参数E和K与煤种无关，仅与煤粒终温T及加热速率有关。

(2)煤粒的最终挥发分产量y与煤种、煤粒尺寸和加热条件有关。

(3)煤粒挥发分析出的总体速率由Arrhenius公式表示。

为什么在以往的大多数模型中，煤的热解动力学参数E和K值与煤种有关呢?文献[99]分析认为，其原因可能是没有把诸如煤颗粒的孔隙度、尺寸等物理因素和化学反应因素区分开来，通常把物理因素对热解过程的影响归结到化学动力学因素中去。因此，这些模型中的化学动力学参数似乎与煤种有关了。而在Fu-Zhang模型中，物理因素对热解的影响由y来反映，而E，K仅表示热解过程的化学因素。在该模型中，当量的动力学参数与煤种：危关，这也是有其原因的：许多学者假定煤是由许多官能团组成的有机聚合物，当煤粒受到加热时，热解就发生，不同的官能团产生不同的挥发分产物。然而，许多结果表明.对于不同的煤种释放出的挥发物成分是相似的，这就意味着不同的煤种官能团的种类相似。当煤热解时，一个链的断裂需要一定量的能量，因此对于煤种，相同的链断裂需要相同的能量。而在同样的颗粒温度下，对煤种中的相同的官能团。

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