1、煤熱化學(xué)轉(zhuǎn)化規(guī)律研究中廣泛涉及氣固化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所研制的微型流化床反應(yīng)分析儀(MFBRA:MicroFluidizedBedReactionAnalyzer),利用流態(tài)化強(qiáng)化氣固傳熱傳質(zhì)、實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)溫度瞬時(shí)微量進(jìn)料、采用快速質(zhì)譜在線(xiàn)檢測(cè)氣體組分適時(shí)變化,通過(guò)等溫微分反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法求算氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)并推測(cè)反應(yīng)機(jī)理,可期望在煤熱轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域得到很好的功能拓展和應(yīng)用。
　　煤粉氣化或燃燒在實(shí)際工業(yè)裝置中包括了高

2、溫快速熱解、殘余焦炭的燃盡或者焦炭的氣化等多個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)階段。本文針對(duì)煤粉熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的特點(diǎn),對(duì)MFBRA進(jìn)行功能拓展,強(qiáng)化對(duì)反應(yīng)溫度和氣氛的控制,研制了煤焦等溫微分原位反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)了煤粉定點(diǎn)溫度快速熱解和熱解完成生成的煤焦在時(shí)間上無(wú)長(zhǎng)停留、在空間上無(wú)大轉(zhuǎn)移,立即進(jìn)入燃燒或者氣化反應(yīng)階段,即煤焦等溫微分原位反應(yīng)。煤焦在此裝置中的反應(yīng)克服了傳統(tǒng)方法收集煤焦再反應(yīng)過(guò)程升降溫處理、煤焦長(zhǎng)時(shí)間放置、氣固復(fù)雜接觸帶來(lái)的反應(yīng)性損失的問(wèn)題。

3、>　　針對(duì)氣流預(yù)熱管段的設(shè)計(jì),采用工程計(jì)算、熱電偶測(cè)溫、FLUENT模擬計(jì)算三種方法對(duì)預(yù)熱段進(jìn)行了傳熱研究。結(jié)果表明設(shè)計(jì)試制的加熱爐具有良好的恒溫區(qū)特性。同種氣體、相同氣流量預(yù)熱至同樣終溫所需要的管長(zhǎng)與管徑無(wú)關(guān)。裸絲熱電偶測(cè)量壁流溫差較大情況下的氣流溫度,偏差較大,不宜采用。螺旋預(yù)熱段可以實(shí)現(xiàn)在較小的空間內(nèi)對(duì)操作范圍較廣的氣流進(jìn)行充分預(yù)熱,且氣氛切換延遲時(shí)間可輕松控制在小于1s的范圍內(nèi)。彼克列數(shù)Pe與管徑成反比。管徑越小,氣流越接近平推

4、流,抑制預(yù)熱段返混的效果越好。本文設(shè)計(jì)的螺旋管預(yù)熱反應(yīng)器全面達(dá)到了充分預(yù)熱、抑制返混、縮短延遲時(shí)間的指標(biāo)要求。
　　脈沖給料量實(shí)驗(yàn)證明脈沖給料對(duì)于煤粉是適用的。進(jìn)料壓差為0.2MPa條件下,本文使用的脈沖電磁閥在脈沖寬度為12ms時(shí),一次脈沖噴氣量為6.6mL;脈沖噴料比可達(dá)97.4％。為探究煤粉反應(yīng)分析對(duì)裝置操作條件的要求,將研制的裝置與GASMETFT-IR氣體分析儀(FTIR)測(cè)試了準(zhǔn)東煙煤煤粉熱解、燃燒反應(yīng)。測(cè)試試驗(yàn)表明為