熱重分析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究(更新版)
【正文】 釋煤的氣化過(guò)程。 反應(yīng)速率的表達(dá)式為 : 式中 :K稱為反應(yīng)速率常數(shù)， min1。 圖所示中： m??m?00m m mm m m??? ? ?? ? ?式中 m0—— 初始質(zhì)量 m —— T(t) 時(shí)刻的質(zhì)量 m∞—— 最終時(shí)剩余量 圖 1 從 TG曲線計(jì)算失重率 熱分析動(dòng)力學(xué)的基本關(guān)系式為： ? ?? ?? ?/1e xp /1nnE R TdKdtK A E R TdAedt???????????? ? /1 E R TndA e d T? ?? ???上式分離變量得積分式： 把升溫速率 代入上式得微分式： dTdt?? ? ?/ 1 nE RTdA edT? ?? ??? 以上兩式是熱動(dòng)力學(xué)微商法和積分法的最基本形式，由此可導(dǎo)出各種動(dòng)力學(xué)式來(lái)求解動(dòng)力學(xué)參數(shù) 。 表觀活化能越小的煤，反應(yīng)活性越大，反應(yīng)能力越強(qiáng)，反應(yīng)速度越快，熱解反應(yīng)及氣化反應(yīng)也比較容易進(jìn)行。 （ 2）化學(xué)反應(yīng)速度與濃度的關(guān)系，即質(zhì)量作用定律： ? ?vv1nnKcKx???K——反應(yīng)速率常數(shù)，溫度一定， K是常數(shù)； c——反應(yīng)物濃度； x——反應(yīng)產(chǎn)物濃度； n——反應(yīng)級(jí)數(shù)； v——反應(yīng)速度。而只有是活化了的分子間的碰撞，才是有效碰撞才會(huì)引起反應(yīng)；頻率因子就是表示活化分子有效碰撞總次數(shù)的因數(shù)。 ?ATRExdTdx n l o g1)1/(l o g ?????????? ?CoatsRedfern 法（積分法） 這是一種近似積分求解動(dòng)力學(xué)參數(shù)法。 (3)收縮未反應(yīng)芯模型 假設(shè)煤焦顆粒為球形，隨反應(yīng)的進(jìn)行，煤焦顆粒半徑逐漸減小。 finaltmm mmx ???00設(shè)定反應(yīng)模型為 f（ x），其中 x為反應(yīng)轉(zhuǎn)化率： tTT ??? 0式中 :λ—— 升溫速率，常數(shù)， K同等溫法相比，非等溫研究的主要優(yōu)點(diǎn)是： (1)可以避免將試樣在一瞬間升到規(guī)定溫度 T 所發(fā)生的問(wèn)題。方程 (22)可以轉(zhuǎn)化為 ： 積分得： dTeAaGafdaTTRTEa ?? ???0/0 )()( ?dTeAdTeAaG T RTETT RTE ?? ?? ?? 0 //0)( ??T0為開始反應(yīng)的溫度，通常忽略不計(jì)，則： )()( 0 / xPRAEdTeAaG T RTE ?? ?? ? ?)/(RTEx ?其中 ? ? ? ?10l n( 1 ) 1111 11nndn????? ?? ? ???? ???? ?? ???當(dāng) n當(dāng) n左邊： 令 ?????? ????? ? ...!4!3!21)(322 xxxxexp x對(duì) p(x)展開后，近似取前兩項(xiàng)得 ： )e xp ()21()( 2 RTEERTEARTaG ??? ? 如果所假設(shè)的反應(yīng)級(jí)數(shù) n 與真正的熱解反應(yīng)級(jí)數(shù)一致 ， 方程式 (212)中的 作圖應(yīng)得一直線 ， 其斜率為 ， 截距中包含指前因子 A
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