煤系高岭岩中固定碳燃烧动力学特性.pdf

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1、第38卷第6期燃料化学学报Vo1．38NO．62010年12月JournalofFuelChemistryandTechnologyDec．2OlO文章编号：0253-2409(2010)06-0752-06煤系高岭岩中固定碳燃烧动力学特性高峰，张济宇。，张碧江(1．太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024；2．福州大学化学工程研究所，福建福州350108；3．中国科学院山西煤炭化学研究所，LLI西太原030001)摘要：煤系高岭岩中可燃矿物与不可燃矿物的共生组合增加了可燃矿物燃烧的复杂性，研究这类“燃料”的燃烧特性对充分利用煤矸石资源有积极的意义。参照FCC

2、催化剂结焦燃烧机理，基于一系列假设，建立了煤系高岭岩中固定碳燃烧反应模型一未反应收缩核模型。采用空气气氛下等温热重法研究了煤系高岭土中固定碳的燃烧反应。研究表明，低于700qc，反应的控制步骤是煤系高岭岩中固定碳燃烧界面化学反应。通过对非均一颗粒体系的未反应核收缩模型计算分析，获得煤系高岭岩中固定碳燃烧反应动力学参数，活化能(E)为100．12kJ／IIIO

3、，频率因子(A)为2．27~10。S～。关键词：煤系高岭岩；固定碳；燃烧；动力学中图分类号：TQ534文献标识码：ACombustionkineticscharacteristicsoffixedcarboninco

4、alserieskaoliniteGAoFeng．ZHANGJi—yu．ZHANGBi—jiang(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．InstituteofChemicalEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China；3．ShanxiInstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofScience，Taiyuan030001，China)A

5、bstract：Coalserieskaoliniteisakindofrockandaparageneticmineralofcoa1．Thismineralparagenesisincreasesthecomplexityofcombustionofeoa1inkaolinite．Therefore．itiSnecessarytostudyitscombustioncharacteristics，whichisofpositivesignificancetomakegooduseofcoalgangueresource．Takingthecombustionmecha

6、nismofcokeinFCCcatalystasreference．anunreactionshrinkingcoremode1forfixedcarboncombustionreactioninkaoliniteparticlewasestablishedbasedonaseriesofhypothesis．Thecombustionoffixedcarbonincoalserieskaolinitewasconductedbyusinganisothermalthermogravimetricmethodinairatmosphere．Resultsclearlys

7、howthatthecontrolstepoffixedcarboncombustionprocessbelow700oCistheinterfacecombustionreaction．Bymeansoftheunreactionshrinkingcoremodelanalysisandcalculationofunh0mogene0usparticlesystem，thecombustionkineticsparametersforfixedcar1)oncombustionincoalserieskaoliniteareobtained．thevalueofacti

8、vationenergy(E)is100．12kJ／mol，andthefrequencyfactor(A)is2．27×10。S一．Keywords：coa1serieskaolinite；fixedcarbon；combustion：kinetics煤的燃烧过程是一个较为复杂的化学反应过较少。程，不仅包含煤中挥发分的燃烧，也包含固定碳的燃高岭石是煤系地层中主要不可燃矿物成烧过程，煤中矿物质的存在对燃烧反应有着较大的分，以山西大同、朔州煤为例，煤矸石中高岭石影响。对于煤矸石而言，由于不可燃矿物质的矿物含量高达80％以上。由于