基于显微组分化学键特征的宁夏庆华煤热解特性及动力学分析

作者:毛宁; 王强; 杨妍; 徐敦信; 冯炜; 张金鹏; 白红存; 郭庆杰

摘要:通过X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表征宁夏宁东庆华煤不同显微组分的官能团种类、表面结构元素价态分布及化学键赋存特征。采用热重-质谱联用考察庆华煤镜质组和惰质组在不同热解温度下的失重行为和关键气体组分变化。进一步基于Coats-Redfern模型从化学键断裂特征和反应动力学角度探讨煤镜质组和惰质组的热解行为差异。结果表明,庆华煤显微组分的热解失重峰与相应化学键断裂信息能够很好地吻合。不同显微组分的热重曲线变化趋同,但相同热解温度下镜质组的失重率始终高于惰质组。快速热解阶段镜质组较惰质组表现出更大的失重率和最大失重速率。其主要原因在于镜质组的脂肪族官能团相对含量更高,快速热解阶段会发生更多的Cal-Cal断裂。不同热解温度下庆华煤显微组分三个主要热解阶段的活化能和频率因子大小次序为:快速热解阶段>快速缩合阶段>缓慢热解阶段。在快速热解阶段,镜质组和惰质组的平均活化能均约为75 kJ/mol,但镜质组的频率因子更高。

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关键词:
  • 燃料
  • 热解
  • 动力学理论
  • 煤样显微组分
  • 化学键特征

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期刊名称:化工学报

期刊级别:北大期刊

期刊人气:4106

杂志介绍:
主管单位:中国科协
主办单位:中国化工学会;化学工业出版社
出版地方:北京
快捷分类:科技
国际刊号:0438-1157
国内刊号:11-1946/TQ
邮发代号:2-370
创刊时间:1923
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:1.26
综合影响因子:1.19