1 动力学模型研究

如今对生物质气化的研究越来越受到关注，动力学是气化技术研究的基础，为了解 释气化反应规律，研究气化速率并确定最优气化条件，有必要对生物质和煤的气化反应 动力学进行研究。合理建立动力学模型有助于我们对气化机理进行研究，目前大多采用 随机孔模型、未反应收缩核模型和混合模型来研究气化动力学。83549

（1）随机孔模型

Bhatia S K 等[26]提出了随机孔模型，假设反应物颗粒由许多直径不均匀的圆柱形孔 组成，其反应表面为内表面，反应过程中这些圆柱形孔发生交联，反应过程中没有固体 产物生成。由反应过程中表面积的变化与转化率 X 随时间 t 的变化关系得出：论文网

dx（2）未反应收缩核模型

未反应收缩核模型[27]只考虑化学反应的影响，忽略气化扩散的影响。在焦样表面发 生气化反应并逐渐向内部进行，随着气化反应的进行，灰层越来越厚，内部未反应核越 来越小，但颗粒的大小保持不变。未反应核模型可表示为：

有些学者认为气化反应是复杂的，并不能用单一的模型模拟，气化反应级数不等于 1 或者 2/3，因此提出了混合模型[28]。混合模型考虑了部分参数的物理意义并在很大程 度上考虑了经验的因素，下面这个方程是其中简单常用的模型[29,30]。

1。4。2 气化反应动力学研究现状

许慎启等[31]利用加压热天平在 CO2 气氛下研究神府煤焦的气化动力学，通过建立反 应速率与时间的正态分布动力学模型进行动力学分析，求得煤焦的反应活化能为 150～185kJ/mol 之间。严帆帆等[32]采用 Coats-Redfern 方法对生物质焦和煤焦进行动力学分析， 研究发现木屑气化反应 E 值小于秸秆，共气化 E 值小于单独气化 E 值，表明木屑的气 化性更好，生物质焦的掺入使煤焦的气化性变好。米铁等[33]利用差热分析仪并采用未反 应收缩核模型研究了生物质半焦 CO2 气化动力学，求得生物质半焦的反应活化能为 16。8～55。3kJ/mol。

Toshiaki Hanaok 等[34]对在 800℃-1000℃范围内的生物质焦进行气化反应研究，并以 随机孔模型描述生物质焦气化反应。研究发现，制取生物质焦的压力条件对其气化反应 速率常数影响较大，当比表面积大于 417cm2/g 时，在 0。02KPa 下制取的 K 值比在 1MPa 下制取的 K 值大得多。Ashish Bhat[35]在固定床反应器内研究了稻壳焦的气化反应动力 学，分别选取未反应收缩核模型和均相模型来模拟稻壳焦的气化反应行为，结果求得稻 壳焦的活化能 E 为 200KJ/mol，该数值与其它文献中的活化能值较为一致。