煤氧化增重现象中的控制反应及其动力学解析

以热重实验中的煤氧化增重现象为线索,对400℃前煤氧化的反应机理和动力学过程进行了理论研究.借助于平行反应理论,将煤低中温氧化过程简化为3个平行的竞争反应,包括水分析出、氧吸附和固相氧化产物分解的反应以及直接的"burn-off"反应.通过对不同氧体积浓度(10%,21%和40%)下的实验数据全过程上的非线性最小二乘法拟合,确定出各反应的动力学参数以及相应的温度作用范围.模化的结果与实验数据高度贴近,证明了反应模型和计算方法的可靠性.煤低中温氧化过程中的质量变化,主要是由氧吸附反应和固相氧化产物的分解反应所控制的;由直接的"burn-off"反应所引起的质量变化则相对较小.煤氧化增重现象对应的反应及动力学过程并不能由单一反应模型来近似.氧浓度的提高导致氧吸附反应和固相氧化产物的分解反应加剧,而"burn-off"反应受氧浓度的影响并不显著,这是由用于解析动力学参数而选定的实验数据的温度范围和特征所决定的.