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煤气化动力学及其添加助熔剂对气化反应的影响


21 0 1年 第2 7期  S IN E&T C N OG   F R TO   CE C E H OL YI O MA I N N 0科教前沿0  科技信息  煤气化动力学及其添加助熔剂对气化反应的影响   何 俭  ( 宁夏 回族 自治 区煤 田地 质局 宁夏 银 1  7 0 1 ) 1 5 0    l 1 【 摘 要】 煤气化反应动 力学是煤气化技 术的关键

, 其研 究的深入与否直接影响到 气化炉的设计和改进 , 0世纪中期 以来, 自2 研究者们对煤  的气化反应动力学进行 了深入 而系统的研 究. 设计并建 立了很 多种研究煤气化反应 动力 学的方法 , 并取得 了大量有价值的实验数据 , 为煤气化  的3 业化提供 了重要的指导意义 煤反应动力学研究的主要 目的是提供煤在一定反 应条件 ( - . 气相反应物浓度、 反应温度和反应压力) 下其转化  车和 时间的关 系. 以及提 供煤在一定反应条件下和一定转化率的情况下反应速度的. , 数据 这些数据 可以直接地或通过数据处理回 归成机理方  程或 经验方程式 . 为技术开发、 过程 解析或反应 器设计提供 动力学数据 。   【 要】 摘 煤质分析 ; 煤气化动力学; 添加助熔剂 ; 气化反应 ; 转化率; 反应速度 ; 反应活性  速率和煤焦颗粒大小有关  当化学反应为速率控制步骤时 . 缩核反应  模型 的反应速率表达式为 :   动力学数据必需能够连续地测定煤在气化反应过程 中的变化 . 这  c l k -) x ( x ̄  1 种连续变化 的信息通常可 以通过煤在气化反应过程 中的重量变化 、 热  量变化或温度变化 来获得 . 此外 . 动力学信息也可 以通过 反应过程 中   式 中:  为碳转 化率 , k为反应速率 常数 。均相反应模型 和缩核反  0 引言  = 煤的膨胀或收缩、 x射线衍射 、 质谱和 电镜等变化来获得 , 因此在进行  应模 型己被广泛应用到煤 焦气化反应研究 中   煤气化反应动力学研究时 .通常是多种实验方法 和仪器共 同使用 . 才  K o 等人研究发现 . wn 这两个模型对于温度低于 93 7K煤焦一 水蒸  能更全面准确地反映煤的气化反应规律  气气化反应都 能很 好的描述 . 但在描 述较 高温度的气化反应 时 . 均相  反应模 型和缩核反应模型有较大偏差 。 dnz Deo A ae 和 i 研究 了高灰西  g 1 煤气化动力学研 究  班牙煤焦一 0 气化反应 . c  认为在化学反应控制范 围内这两个模 型描  煤炭气 化是指在一定 的温 度和压力条件下将煤 在气 化炉 中与气  述的结果相近 对 中国煤焦 的研究也得到相同结果 . 但是对南澳低阶  化剂发生反应 . 生产 C 、 : c 4 O H 和 H 煤反应性 的强弱直接影 响煤 在气  煤均相反应模 型和缩核反应模型却相去甚远 . 这是 由于低阶煤焦孔隙  化炉反应 的快慢和程度 、 氧耗 、 以及 煤气中有效成 分的含量 . 煤耗 不同  结构达 . 化反应主要在煤焦 颗粒 内表面进行 . 气 煤焦颗粒 大小虽改变  的煤种其 热力学性质不 同 . 采取的最优气化方 式也不 同. 因此许 多研  它外表面积但对整个反应表面影响甚小 . 以缩核反应模型不适合低  所 究者相 当关注煤的反应性研究    ’ 阶煤 .. . h D H A m将缩核反应模型展用于印度尼西亚煤焦一 0 扩散控  c  煤炭 气化是在高温下 的化学反应 .

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