孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响

来源期刊：煤炭学报2019年第3期

论文作者：曲啸洋 李鹏 周国莉 张磊 刘盼 张婕

文章页码：950 - 957

关键词：褐煤;孔隙结构;干燥动力学;有效水分扩散系数;活化能;

摘    要：研究了胜利和昭通褐煤在低温（60～140℃）干燥过程中孔隙结构的演变,计算了2种不同结构褐煤脱水过程的有效水分扩散系数(D_eff),讨论了褐煤孔隙结构参数和水分扩散特性参数的关系。结果表明,胜利褐煤的孔隙结构以开放的圆柱形孔隙、平行壁状狭缝孔和尖劈型毛细孔为主;而昭通褐煤以一端封闭的不透气性孔为主。随着干燥时间增加,2种褐煤比表面积均减小,平均孔径变化趋势与孔容变化相反。随着干燥温度升高,2种褐煤比表面积、孔容、平均孔径均增大,平均孔径变化趋势与孔容变化相同。关联动力学参数表明,煤样的孔容比及比表面积都与D_eff有较好关联度,2种褐煤的孔容比与比表面积呈正相关;水分扩散系数更是与比表面积呈线性关系。胜利褐煤在孔径小于7 nm时孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于7～10 nm的孔容比随温度的升高而减小。昭通褐煤在孔径小于10 nm的孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于10～20 nm的孔容比随温度的升高而减小。2种褐煤的D_eff均受微孔及较小孔径的中孔控制。同时,计算得出低温干燥过程胜利褐煤的活化能（16.95 kJ/mol）低于昭通褐煤（21.84 kJ/mol）,这说明相同条件下胜利褐煤脱水所克服的能垒更低。