低变质煤微波热解数值模拟研究

作者：梁坤,周军,吴雷,周晶晶,张秋利,宋永辉,兰新哲

摘要：采用COMSOL Multiphysics软件对低变质煤微波热解过程进行了数值模拟分析,研究了微波功率、热解时间和煤样位置对微波炉腔体内电场和煤样温度场的影响,以模拟最优工艺条件进行热解实验,并对产物收率和组成进行了表征分析。结果表明:微波功率和煤样位置对腔体内电场和煤样温度场影响十分明显;热解时间对腔体内电场几乎没有影响,而对煤样温度场影响较大。微波腔体中电场强度、煤样的升温速率和热解终温都随微波功率的增大而增大。在腔体中心靠近波导3 cm的位置(-3 cm)时,煤样处在高温区域的面积最大,热解终温最高。数值模拟低变质煤微波热解的最优工艺条件为微波功率700 W、热解时间1800 s和煤样处于-3 cm位置。在此条件下进行热解实验,其产物兰炭、煤焦油、热解水和煤气的收率(质量分数)分别为70.25%,3.99%,5.31%和20.45%,其中,煤焦油中轻质油含量为37.43%(质量分数),煤气中“富氢”气体组分含量为53.02%(体积分数)。

发文机构：西安建筑科技大学化学与化工学院 陕西省冶金工程技术研究中心 西安建筑大学冶金工程学院

关键词：数值模拟微波热解场分布煤样位置低变质煤numerical simulationmicrowave pyrolysisfield distributioncoal sample positionlow-rank coal

分类号： TQ530.2[化学工程—煤化学工程]