颗粒半焦燃烧过程的动力学模型研究

本文对抚顺及茂名油页岩颗粒半焦的燃烧动力学作了研究。在实验证实它属于不变粒径的缩核反应的基础上,作者从理论上推得了包括燃烧过程中气膜层外扩散、灰份层内扩散及化学反应动力学三项阻力同时存在下的动力学模型。作者在IBM/PC-XT计算机上,采用Simplex优化法以烧燃时间的实测值与理论值偏差最小作为最佳目标,求得了上述两种油页岩半焦燃烧的各项动力学参数。实测数据与理论计算值吻合较好。作者还就上述三项阻力在燃烧过程中的变化作了分析。结果表明,在试验条件下,燃烧开始阶段属气膜层外扩散控制;其后,灰份层的扩散阻力逐步成为控制因素;而化学反应阻力在燃烧过程中所占比例较小,在高温燃烧时甚至可以忽略不计。文章还就燃烧速度与转化率的关系进行了分析,提出了半焦中有机碳的合理利用率。

颗粒油页岩半焦燃烧过程有效系数的研究

作者根据多孔固体催化剂工程设计中有效系数的定义,结合颗粒油页岩半焦(以下简称半焦)燃烧的特点,提出了用燃烧过程有效系数来研究半焦的燃烧过程,并根据半焦燃烧属于不变粒径的缩核反应,导出了有效系数的数学表达式,进而提出了缩核反应模型的适用性判据。作者还从理论上导得了燃烧过程有效系数最小点位置的表达式,并用燃烧过程有效系数的理论,对抚顺及茂名半焦的燃烧过程作了分析。