快速加热条件下煤和碳酸钙的混合反应动力学研究

本研究建立了能够实时监测样品质量的高温垂直管式炉试验系统。试验过程中，煤粉的燃烧反应和碳酸钙（CaCO₃）的分解反应可以同时进行，其混合反应特性可以反映分解炉的真实情况。在900~1 000 ℃工作温度区间内，温度变化对粉煤的燃烧反应影响很小，但温度是影响CaCO₃在较低温度下分解的重要因素。随着混合物中CaCO3质量比的增加，反应速率对温度更敏感。当煤与CaCO₃的质量比约为1∶9时，分解产物的BET（Brunauer，Emmett和Teller）比表面积最大。试验数据的动力学分析表明，在不同质量比下混合物的反应动力学模型不同，活化能值随着煤与CaCO₃的质量比的增加而降低。为了保证水泥分解炉中CaCO₃的分解率和煤的燃烧效率均在较高水平上，有必要将煤与CaCO₃的质量比控制在1∶9以上。本研究获得的活化能数据可以为预分解炉的后续模拟计算提供支持。