煤焦与水蒸气的气化实验及表观反应动力学分析

在Thermax500型热重分析仪上对褐煤煤焦与水蒸气的气化反应进行了实验研究,并采用n级速率方程和Langmuir-Hinshelwood(L-H)速率方程考察了反应气体分压的影响。实验系统压力为0.1和0.6MPa,其中0.1MPa下水蒸气浓度分别为5%,10%和20%,0.6MPa下的水蒸气浓度为20%。气化反应在恒温条件下进行,温度分别为850、875、900、925、950和1000℃。实验发现,反应速率随温度和压力的增大而加快,900℃以下为化学反应控制区,不同压力下的表观活化能数值接近,而900℃以上由于受到扩散阻力的作用,表观活化能不同程度降低。采用n级速率方程计算得到褐煤煤焦与水蒸气的反应级数n为0.34,活化能E为153.7kJ·mol-1,采用L-H方程得到活化能为207.1kJ·mol-1,其速率方程可更精确地描述水蒸气压力的影响。