负载Fe基添加剂对准东煤热解特性的影响及动力学分析

作     者：刘健 朱玉雯 王愿洁 王帅 马天明 刘汉桥 

作者机构：天津城建大学能源与安全工程学院 

出 版 物：《化学工程》 (Chemical Engineering(China))

年 卷 期：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U21A2062) 

主　　题：煤 热解 Fe基添加剂 Doyle积分法 Miura积分法 活化能 

摘      要：采用热重法研究了Fe基添加剂种类与升温速率对准东脱灰煤热解特性的影响，并采用单一反应模型（Doyle积分法）和分布活化能模型（Miura积分法）进行了动力学分析。结果表明，不同Fe基添加剂均增加了煤热解的失重率，其中Fe(NO3)3对煤热解失重的影响最为显著，其次为Fe2(C2O4)3和FeCl3。随着升温速率增大，煤热解失重速率曲线朝着高温方向偏移，最大失重速率对应的温度升高。采用Doyle积分法计算10 ℃/min升温速率下的煤样热解动力学参数，与脱灰煤相比，4种铁源均降低了煤热解活化能。负载Fe(NO3)3煤样在活泼热解和热缩聚阶段的活化能均最低，分别为10.61和14.50 kJ/mol，其次为负载FeCl3、Fe2(C2O4)3和Fe的煤样，但该积分法只能求得某一较窄温度范围内活化能的平均值。采用Miura积分法得到各煤样转化率在0.1～0.9的连续分布的活化能，且随着转化率增加，热解活化能逐渐增大。其中，添加Fe(NO3)3煤样的热解活化能最低，分布在12.58～84.95 kJ/mol，其次为添加FeCl3和Fe2(C2O4)3的煤样，与Doyle积分法计算结果一致。