低階煤干燥過程水分析出動力學行為分析

李 昊，張守玉，李 尤，慕 晨，張一帆，江鋒浩，王才威，呂俊復

(1.上海理工大學 能源與動力工程學院，上海 200093; 2.清華大學 熱能工程系，北京 100084)

低階煤干燥過程水分析出動力學行為分析

李 昊1，張守玉1，李 尤1，慕 晨1，張一帆1，江鋒浩1，王才威1，呂俊復2

(1.上海理工大學 能源與動力工程學院，上海 200093; 2.清華大學 熱能工程系，北京 100084)

使用熱重分析儀對伊敏褐煤(YM煤)和天池能源次煙煤(TC煤)進行干燥過程實驗研究，采用等轉化率等方法對低階煤熱重數據進行分析，得到煤中水分析出活化能E。根據求得的活化能，由Achar方程和Coats-Redfern方程確定最概然機理函數，并確定干燥過程級數n和指前因子A。同時，采用差式掃描量熱法(DSC)對煤中不同賦存形式的水分進行定量分析，以此驗證熱重分析結果。結果表明:低階煤水分析出的活化能E為45～55 kJ/mol，干燥過程遵循簡單級數模型f(α)=(1-α)n,n≠1。YM煤水分析出活化能為53.28 kJ/mol，干燥過程級數n=1.82～1.95，指前因子A=(3.52～3.96)×108s-1;TC煤水分析出活化能為47.44 kJ/mol，干燥過程級數n=1.39～1.44，指前因子A=(6.62～8.17)×107s-1。DSC的定量分析結果表明，低階煤中以自由水和弱束縛水為主的不穩定組分含量達到70%～80%。干燥過程中，自由水先析出，其析出活化能略高于純水蒸發活化能;強束縛水在干燥末期析出，其析出活化能隨干燥過程的進行急劇升高，且遠大于純水蒸發活化能。

低階煤;干燥動力學;活化能;機理函數

我國低階煤儲量豐富，占煤炭總儲量的50%以上。然而，豐富的孔隙結構和親水含氧基團使低階煤含有較多水分，增加了運輸成本，降低了燃燒效率，嚴重限制了低階煤的利用[1-2]。……