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煤与生物质(稻秸秆)共热解反应及动力学分析

放大字体 缩小字体 发布日期:2012-02-21 21:43:06   来源:新能源资讯  编辑:www.xny365.com  浏览次数:2248


模型求解中,转化率、温度和时间可以由试验直接给出,动力学参数具体数据见表3 。 2 稻秸秆与褐煤混合物的动力学分析 稻秸秆与煤混合热解的过程还不完全清楚,也没有确定的动力学模型,所以很难求出准确的动力学参数。但进行一些近似计算获得相对的比较值,可以加深对共热解过程的了解。以上述的coats-Redfern法,求出稻秸秆与褐煤质量比例为1:4,2:3,3:2,4:1情况下的动力学参数(见表3)。 在对稻秸秆与褐煤的共热解动力学分析中,发现回归曲线在整个温度范围内并不是成线形变化的。但是在低温段(150℃-350℃)和高温段(850℃-1150℃)内,可以看作在各自温度区间内的一次简单一级反应来看待,并分别求出其温度段的活化能,其值列于表3中。这种现象的原因可能与共热解的反应过程有关,在低温段以稻秸秆的热解为主,在高温段是以煤解为主,而中间温度区间内,由于反应过程复杂,有许多的并行和二次反应产生,使反应不能简单按一级反应模型来模拟。这也说明稻秸秆与煤之间的热解过程有一定的相互影响作用。
 
名称 温度范围 相关系数 E (KJ/mol) A( ) 稻秸杆 190℃-380℃ 97.70% 7.64 0.824 褐煤 150℃-1000℃ 97% 10.23 7.12 无烟煤 150℃-1000℃ 91% 23.34 0.72 20%稻秸杆与褐煤 240℃-400℃/850℃-1100℃ 92%/98% 5.6/39.6 0.16/27.6 40%稻秸杆与褐煤 240℃-400℃/850℃-1100℃ 96%/90% 5.59/25.9 0.18/1.15 60%稻秸杆与褐煤 240℃-400℃/850℃-1100℃ 86%/96% 8.86/20.9 1.50/10.43 80%稻秸杆与褐煤 240℃-400℃/850℃-1100℃ 87%/97% 8.4/22.12 1.3/1.82 表3 混合物(及单独)热解的动力学参数Table.3 Kinetics parameters of the admixture pyrolysis 四 小结 (1) 稻秸秆和煤(褐煤及无烟煤)共热解过程可分为两个明显的热解高峰区,可简化看作为在较低温度段(400℃以下)热解以生物质为主;在高温段(600℃~850℃)热解以煤为主。稻秸秆对煤的热解过程有促进作用,使煤的热解高峰区的温度向低温区移动。但是促进程度是随着稻秸秆的量的增加而减小的,并且稻秸秆对褐煤的促进作用要比对无烟煤的作用明显。 (2) 随着升温速率的增大,热滞后现象的加重以及化学反应动力学因素使样品热解的初始温度,失重峰值温度及热解终止温度均向高温侧移动,而且失重略有下降,DTG峰温向高温侧移动。 (3) 稻秸秆、褐煤及无烟煤的热分解动力学模型符合准一级动力学方程,本实验求得的动力学参数为E(稻秸秆)= 8.4 KJ/mol,E(褐煤)=10.27KJ/mol,E(无烟煤)= 23.34 KJ/mol。但是稻秸秆与煤混合后的热解动力学模型并不符合一级反应,说明两者的参混使反应机理和类型发生了变化。 上一页 1 2 3下一页

 

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