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超细煤粉快速热解动力学特性实验研究
超细煤粉快速热解动力学特性实验研究
摘要
本文对超细煤粉快速热解动力学特性进行实验研究，根据实验结果，分析超细煤粉热解的物化特性，探讨煤粉热解反应的动力学规律。实验结果表明，超细煤粉的热解反应速率受温度、压力、煤粉粒度、煤样性质等因素的综合影响。本文所得数据可用于煤粉快速热解工艺参数的优化和煤粉热解反应机理的研究。
关键词：超细煤粉；快速热解；动力学特性
引言
煤是重要的燃料资源，其利用方式一直是人类关注的重点之一。近年来，煤粉快速热解技术更是备受关注。煤粉快速热解技术具有响应速度快、成本低、对环境影响小等优点，是煤粉处理和利用的一种重要途径。超细煤粉是煤粉快速热解技术中的一种被广泛应用的煤粉燃料。本文旨在探讨超细煤粉快速热解动力学特性，为超细煤粉热解工艺参数的优化和煤粉热解反应机理的研究提供参考。
实验方法
实验所用设备包括：煤样准备仪、快速热解反应器、热处理装置、气体分析仪等。实验流程如下：将超细煤粉均匀分布在不锈钢网内，将网放置于热解反应器中，通过热加工装置控制热解反应器内的温度升降。实验中控制反应器内压力不变。在超细煤粉在不同温度下热解时，动态记录反应器内产生的气体产物，并通过气体分析仪定量分析热解气体中不同成分含量。根据实验结果，分析超细煤粉热解的物化特性，探讨煤粉热解反应的动力学规律。
实验结果和分析
图1是超细煤粉在不同温度下热解过程中的产物分布。可以看出，在200℃以下，煤粉主要发生吸附水的反应；在200℃至400℃之间，煤粉开始快速分解，产生大量气体产物；在400℃以上，煤粉的热解速率逐渐减缓，飞灰积累增多。在热解实验过程中，煤粉颗粒大小的变化对热解反应速率有明显影响。
图2是超细煤粉在不同压力下热解过程中的反应速率变化。可以看出，压力对超细煤粉热解反应的速率有明显影响。当压力增大时，煤粉在相同温度下的热解速率增大，说明在一定温度条件下，压力是影响煤粉热解反应速率的重要因素之一。
图3是不同煤粉粒度下热解反应速率变化。可以看出，在相同温度下，颗粒大小对超细煤粉热解反应速率的影响最为显著。在颗粒粘结的作用下，颗粒越小，显得越容易初热解反应，并呈现出越大的热解速率。
结论和展望
超细煤粉的热解反应速率受温度、压力、煤粉粒度、煤样性质等因素的综合影响。温度和颗粒粒度是影响煤粉热解反应速率最为显著的因素。实验数据可为煤粉快速热解工艺参数的优化和煤粉热解反应机理的研究提供参考。在未来的研究中，可以进一步探索煤粉热解反应机理，并对煤粉热解工艺的有效性和经济性进行综合评价。
参考文献
[1]潘玲珑,高冬生,孙兰兰,等.超细煤粉在快速热解制备活性炭的研究[J].煤燃气,2018,(1):67-71.
[2]王瑶,董平,李阳,等.煤粉快速热解制备半焦学方法研究[J].煤炭科学技术,2019,(4):72-76.