煤的热解模型

煤的热解模型

煤的热解反应机理及其数学描述，对于正确描述热解和燃烧化学反应过程，进而完成整个复杂的燃烧或气化过程的数学模化有着重要的作用。然而如前所述，尽管人们做了大量工作，但对热解机理仍有许多模糊不清之处。目前提出的热解模型，大都采用了简单的一级反应的假设，因而还不十分完善。

文献指出，在热解过程中，煤按下列方式进行反应：

即假定煤由非活性结构和活性结构两部分组成。前者不参加热解，后者则以下述方式进行反应：水和二氧化碳首先析出，煤粒同时转变成中间物--变形原浆，继而参与进一步反应生成轻的气体产物、重烃类气体与焦油。煤粉加工设备在煤粉的应用中有着很重的地位，而煤粉碎机，就是重中之重了。这些分解的挥发产物当浓度一旦超过某一临界值时就开始形成晶核，晶核再聚集成较大的煤胞，再输运到煤粒表面发生破裂。

文献根据其对热解反应机理、挥发分总体析出过程及产物分布的分析，在大量实验的基础上，提出了产物组分两阶段析出模型，并对快速热解过程进行了模拟，计算结果与实验数据吻合得很好。该模型仿照上述两竞争反应模型的处理方法，将分两个阶段热解释放的气态组分叠加，进而得到任一瞬时挥发分各组分的总产量;由于焦油的析出无明显的阶段性，故仍按单一阶段反应模型来处理。

文献根据实验结果指出，煤的基本化学结构都是相似的，它们分别由几种相同的官能团组成，这些官能团数量上的差异造成了煤种之间的差异。在热解过程中，官能团的分解便形成了挥发分产物。因此，尽管不同的煤种有不同的产物产量，但这些官能团热分解的动力学速率与煤种无关。

除上述一些热解模型外，还有许多学者提出了各自基于不同条件的模型。但这些模型要么只适用于特定环境条件;要么过于复杂，难于求解;要么其动力学参数与煤种有关，缺乏，通用性。例如，文献的单方程模型虽然十分简单。但其动力学参数与煤种有关。

-END-