煤液化鐵基催化劑對(duì)煤焦氣化特性影響和動(dòng)力學(xué)研究

何 清 ，李 恒 ，王思敏 ，程 晨 ，郭慶華,2,* ，于廣鎖,2

（1. 華東理工大學(xué) 潔凈煤技術(shù)研究所，上海 200237；2. 寧夏大學(xué) 省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021）

煤氣化和煤液化是現(xiàn)代煤化工的關(guān)鍵技術(shù)[1]。鐵基催化劑是煤液化工藝常用的催化劑，使用后的廢催化劑將與固體產(chǎn)物一起排出。采用氣化技術(shù)預(yù)期可實(shí)現(xiàn)煤液化固體產(chǎn)物的無害化處理和資源化利用。文獻(xiàn)已報(bào)道關(guān)于煤液化固體產(chǎn)物的氣化特性研究[2]。在實(shí)際運(yùn)行中，液化固體產(chǎn)物可與原煤摻混共氣化。因此，有必要研究煤液化鐵基催化劑對(duì)煤焦氣化動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理的影響。

研究者針對(duì)鐵基催化劑對(duì)煤焦的催化機(jī)理展開大量研究。Zhang等研究了煤液化的鐵基廢催化劑（蠟渣）對(duì)羊場灣煤的催化氣化，提出鐵基廢催化劑與氣化劑CO2的氧化還原循環(huán)促進(jìn)煤焦氣化的催化機(jī)理[3]。Zhao等從分子尺度研究了Fe對(duì)煤焦CO2氣化機(jī)理的影響[4]。根據(jù)密度泛函理論計(jì)算，活性中間體可能以C-Fe-CO的形式存在，這與堿金屬和堿土金屬催化反應(yīng)途徑不同。Liu等研究負(fù)載FeCl3煤焦結(jié)構(gòu)在熱解中的結(jié)構(gòu)演化[5]。他們發(fā)現(xiàn)金屬催化石墨化，中間體碳化鐵的形成將促進(jìn)煤焦石墨化結(jié)構(gòu)的形成。此外，復(fù)合鐵基催化劑也引起人們的廣泛關(guān)注。Xu等研究Fe-Na復(fù)合催化劑對(duì)煤焦催化氣化和動(dòng)力學(xué)的影響[6]。他們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e催化劑的壽命較Na催化劑長，且復(fù)合催化劑存在協(xié)同作用，可增強(qiáng)催化活性。Zhang等研究Fe-Ca復(fù)合催化劑對(duì)煤焦的催化加氫[7]，他們發(fā)現(xiàn)，復(fù)合催化劑的催化活性較單獨(dú)催化劑強(qiáng)，且Fe3C是煤焦氣化穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。

目前，很少有研究報(bào)道采用煤液化鐵基催化劑對(duì)煤焦進(jìn)行催化氣化。煤液化鐵基催化劑的元素組成和形態(tài)將不同于液化殘?jiān)鼉?nèi)的催化元素，也顯著區(qū)別于常見的用于催化氣化研究的鐵基化合物，如Fe(NO3)3、FeCl3、Fe2(SO4)3等[5,8]。煤液化鐵基催化劑中還含有堿金屬和堿土金屬(AAEMs)和其他稀土元素等。上已述及，復(fù)合鐵基催化劑將具有特殊的催化活性。另一方面，很少有文獻(xiàn)關(guān)注煤焦內(nèi)在AAEMs對(duì)鐵基催化劑的影響。煤焦內(nèi)AAEMs的賦存形態(tài)包括水溶型、離子交換型、酸溶性和不溶型[9]。通常認(rèn)為，催化活性主要集中于水溶型和離子交換型的AAEMs[10]。因此，有必要采用脫除活性AAEMs的煤焦，研究鐵基催化劑的催化氣化機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是氣化爐設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)[11]。煤焦氣化是煤氣化的速率控制步驟[12]。Xu等采用隨機(jī)孔模型(RPM)、級(jí)數(shù)模型(IM)和正態(tài)分布模型(NDM)研究負(fù)載鐵基催化劑煤焦的等溫氣化動(dòng)力學(xué)[6]。Zhang等采用RPM和縮核模型(SCM)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，其指出SCM更適負(fù)載鐵基催化劑的煤焦氣化[13]。Lahigani等采用RPM、SCM和NDM模型研究三種鐵基催化劑對(duì)煤焦的催化氣化動(dòng)力學(xué)，他們指出，RPM模型的適用性更好[8]。Monterroso等采用SCM等研究等溫氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，結(jié)合電鏡照片他們認(rèn)為，SCM模型更適合負(fù)載鐵基催化劑的煤焦氣化，且鐵鈉復(fù)合催化劑可降低30%?40%的氣化反應(yīng)活化能[14]。上述動(dòng)力學(xué)分析需提前假定氣化反應(yīng)遵循的動(dòng)力學(xué)模型，可歸納為model-fitting方法。近年來，文獻(xiàn)報(bào)道采用model-free方法研究氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，如生物質(zhì)熱解等[15]。該方法無需假設(shè)反應(yīng)遵循特定模型，并給出活化能隨轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。目前，大部分動(dòng)力學(xué)研究采用model-fitting方法研究等溫氣化，而非等溫氣化結(jié)合model-free方法的報(bào)道較少。

本研究選用典型液化煤(哈密煤，HM)為原料，采用瀝濾脫除煤顆粒的內(nèi)部活性礦物，比較研究煤液化鐵基催化劑對(duì)原煤焦和脫礦煤焦的影響，深入研究煤焦非等溫氣化特性和動(dòng)力學(xué)，并考察煤焦主要的理化結(jié)構(gòu)特征。研究將為含有煤液化催化劑的固體產(chǎn)物資源化利用提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品的制備

選擇典型煤液化用煤哈密煤(HM)為研究對(duì)象，其工業(yè)分析、元素分析和灰分組成如表1和表2所示[16]。文獻(xiàn)指出，CH3COONH4洗可脫除煤中水溶性和離子交換型AAEMs，且其是煤焦氣化的主要催化物質(zhì)[17,18]。因此，本研究采用CH3COONH4(1 mol/L)洗滌HM煤(48 h)，制備脫礦哈密煤HMN。鐵基催化劑來自某工藝裝置。XRF結(jié)果顯示其含有70%鐵元素，還含有部分AAEMs和過渡元素。結(jié)合先前研究結(jié)果，本研究采用浸漬法負(fù)載2%鐵基催化劑，并制備相應(yīng)煤焦[16]。具體步驟如下：準(zhǔn)確稱取8 g煤粉和0.16 g鐵基催化劑于燒杯中，添加100 mL去離子水；在80 ℃條件下攪拌，至水煤漿體積20 mL；將水煤漿放入105 ℃烘箱中干燥12 h；最后，采用固定床反應(yīng)器制備煤焦，熱解溫度和停留時(shí)間設(shè)置為800 ℃和30 min。原煤焦及脫礦煤焦的制備條件同上。制備的煤焦(char)和負(fù)載催化劑(catalyst)的煤焦(char)分別命名為：HMc和HMCc、HMNc和HMNCc。

表1 HM煤的工業(yè)分析和元素分析Table1 Proximate and ultimate analyses of HM coal

表2 HM煤灰分組成Table2 Ash composition of HM coal

1.2 煤焦結(jié)構(gòu)表征

采用日立公司生產(chǎn)的掃描電鏡能譜儀(Hitaichi SU 1510, SEM-EDS)分析煤焦顆粒的表面形貌及元素分布特性。每種樣品隨機(jī)選取10個(gè)顆粒進(jìn)行觀測，且每個(gè)顆粒隨機(jī)選取六個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行元素組成分析，計(jì)算平均值以減少實(shí)驗(yàn)誤差。

采用麥克公司生產(chǎn)的物理吸附儀(Micromeritics ASAP 2460)分析煤焦的孔結(jié)構(gòu)。將樣品置于分析管中，在120 ℃條件下真空脫氣12 h；使用N2低溫吸附的方法分析煤焦的介孔結(jié)構(gòu)。采用BET模型計(jì)算煤焦的比表面積。

1.3 氣化反應(yīng)特性

采用耐馳公司生產(chǎn)的熱重分析儀(NETZSCH STA2500, TGA)研究煤焦氣化特性。對(duì)顆粒進(jìn)行篩分，選取粒徑50?75 μm的煤焦進(jìn)行分析。熱重實(shí)驗(yàn)每次稱?。? ± 0.2） mg煤焦于氧化鋁坩堝，氣化劑CO2流量設(shè)置為120 mL/min，預(yù)實(shí)驗(yàn)表明該流量已消除外擴(kuò)散影響。升溫速率β設(shè)置為5、10、15和20 ℃/min。根據(jù)TG曲線，計(jì)算碳轉(zhuǎn)化率x：

式中，m0、mt和mf分別是氣化反應(yīng)初始、瞬時(shí)和結(jié)束的煤焦質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算反應(yīng)速率dx/dT。為定量比較氣化反應(yīng)活性，計(jì)算氣化指數(shù)G[19]：

式中，Rmax、Tin、Tp和ΔT1/2分別是非等溫氣化的最大反應(yīng)速率、初始反應(yīng)溫度、最大反應(yīng)速率的溫度和速率曲線的半峰寬。為定量比較催化反應(yīng)的催化活性，計(jì)算相對(duì)催化活性指數(shù)τ[10]：

其定義為相同轉(zhuǎn)化率下，非催化氣化的溫度Twithout cat和催化氣化的溫度Twith cat比值。τ值越大，表明催化活性越高。

1.4 氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程可表達(dá)為溫度和轉(zhuǎn)化率的函數(shù)，即：

溫度項(xiàng)通常遵循阿倫尼烏斯方程：

式中，A為指前因子，Ea是活化能，R是氣體常數(shù)，T是溫度。轉(zhuǎn)化率項(xiàng)為氣固反應(yīng)的物理模型。

1.4.1 Model-fitting分析

對(duì)于氣化反應(yīng)，常見模型包括體積模型VM、縮芯模型GM和隨機(jī)孔模型RPM，分別表示為[19,20]：

式中，x是碳轉(zhuǎn)化率；Ψ為RPM模型孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，可表示孔的生長發(fā)育和合并耗散[19]。定義目標(biāo)函數(shù)SSR：

式中，n為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)，xcal和xexp分別為模型計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值。采用最優(yōu)化算法求解方程(9)，獲取相應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

1.4.2 Model-free分析

在不假設(shè)模型的情況下，可通過Friedman和KAS方法獲取動(dòng)力學(xué)參數(shù)。方程(4)可改寫為[15,21]：

各轉(zhuǎn)化率的活化能可通過線性方程(10)和(11)求解。He等提出非線性方程求解動(dòng)力學(xué)參數(shù)[19]：

式中，N是升溫速率個(gè)數(shù)，I是溫度項(xiàng)k(T)的積分，i和j是循環(huán)變量。

2 結(jié)果與討論

2.1 煤焦理化結(jié)構(gòu)

圖1所示為煤焦顆粒放大2000倍的電鏡照片?？梢园l(fā)現(xiàn)，煤焦顆粒由煤焦主體基質(zhì)（矩形區(qū)域）及其表面的附著物（圓形區(qū)域）組成。煤焦主體基質(zhì)較光滑，可觀察到褶皺或溝壑。表面附著物主要為破碎的煤焦細(xì)顆粒和飛灰，形狀不規(guī)則。煤高溫?zé)峤膺^程，揮發(fā)分從固體內(nèi)部的孔道釋放，伴隨碳基質(zhì)的溶脹和破碎，導(dǎo)致煤焦表面黏附較多的小顆粒。分別分析煤焦主體基質(zhì)和表面附著物的元素組成，結(jié)果如圖2所示。煤焦顆粒含有較多的Ca和Fe元素，這與煤灰分組成的結(jié)果一致?？梢园l(fā)現(xiàn)，醋酸銨洗后，Ca元素在煤焦HMNc主體基質(zhì)和表面附著物的分布均顯著降低；Na元素在煤焦表面附著物上的分布降低；而Na、Mg和K元素在煤焦主體基質(zhì)上的變化不明顯。負(fù)載鐵基催化劑后，煤焦HMCc/HMNCc主體基質(zhì)和表面附著物的Fe元素含量均有顯著增加；Na、K元素和Si、Al元素在煤焦表面附著物的含量均提升。需要指出，EDS分析為主體基質(zhì)和表面附著物的表層元素分布。綜上所述，醋酸銨洗和負(fù)載催化劑處理對(duì)煤焦表面附著物的元素影響較顯著，特別是AAEMs和Fe元素的分布。

表3為煤焦主體基質(zhì)內(nèi)部的介孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。低溫N2吸附的孔徑分布主要集中于2?50 nm(介孔)?？梢园l(fā)現(xiàn)，未負(fù)載催化劑的煤焦HMc和HMNc的介孔比表面積較小，而負(fù)載催化劑的煤焦HMCc和HMNCc比表面積增加數(shù)百倍。先前研究發(fā)現(xiàn)，HMc和HMCc的微孔比表面積(CO2吸附)高達(dá)475和350 m2/g[16]。HMc介孔比表面積較低的原因可能是熱解焦油的堵塞介孔[22,23]。較小的介孔被煤焦油堵塞，造成孔容減小和平均孔徑增大(表3)。而負(fù)載鐵基催化劑的煤焦HMCc和HMNCc的介孔比表面積較大，且具有較大的孔容和較小的平均孔徑。上述對(duì)比結(jié)果表明，鐵基催化劑的添加可促進(jìn)熱解過程煤焦介孔的形成。這可能是由于負(fù)載催化劑后，催化物質(zhì)通過浸漬附著于煤焦主體基質(zhì)內(nèi)部的孔道，抑制熱解過程孔道內(nèi)焦油的形成或者促進(jìn)其轉(zhuǎn)化消耗。HMCc的比表面積約是HMNCc的一倍，這表明鐵基催化劑能與煤焦內(nèi)部礦物相互作用，促進(jìn)介孔的形成。

表3 煤焦介孔結(jié)構(gòu)參數(shù)Table3 Mesopore parameters of coal char

2.2 煤焦非等溫氣化特性

圖3為煤焦非等溫氣化的轉(zhuǎn)化率曲線x-T、轉(zhuǎn)化速率曲線dx/dT-T和相對(duì)催化活性指數(shù)隨轉(zhuǎn)化率變化曲線τ-x。圖中實(shí)線為未負(fù)載催化劑煤焦的氣化特性曲線，虛線為相應(yīng)負(fù)載鐵基催化劑煤焦的氣化特性曲線。負(fù)載催化劑后，煤焦的氣化曲線向低溫區(qū)移動(dòng)，且最大氣化速率增加。這表明用于煤液化的鐵基催化劑對(duì)煤焦氣化反應(yīng)也具有催化活性。為定量描述催化活性，計(jì)算相對(duì)催化活性指數(shù)τ，結(jié)果如圖3(a3)、(b3)所示?？偟膩碚f，τ值隨升溫速率和轉(zhuǎn)化率的變化不顯著，表明鐵基催化劑的催化活性幾乎不受升溫速率和轉(zhuǎn)化率的影響。對(duì)于HMc/HMCc，τ值變化為1.02?1.03；對(duì)于HMNc/HMNCc，τ值變化為1.03?1.06。這表明鐵基催化劑負(fù)載于脫礦煤焦將表現(xiàn)出較強(qiáng)的相對(duì)催化活性。

圖4所示為升溫速率對(duì)煤焦非等溫氣化特征參數(shù)的影響，以及相同升溫速率不同煤焦反應(yīng)參數(shù)的變化。各升溫速率下，根據(jù)Tp、Rmax和G，四種 煤 焦 的 氣 化 活 性 順 序 為：HMCc > HMNCc >HMc > HMNc。這與上文分析的結(jié)構(gòu)變化一致：HMCc和HMNCc表面富集了較多的催化元素，包括Fe元素和AAEMs；HMCc和HMNCc的比表面積較大，且HMCc的比表面積最大。進(jìn)一步分析升溫速率對(duì)上述參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)峰值溫度Tp隨升溫速率的增加而提高，最大反應(yīng)速率Rmax和反應(yīng)指數(shù)G隨升溫速率的增加而減少。這主要是傳熱和傳質(zhì)(擴(kuò)散)的影響。隨著升溫速率的增加，單位溫度間隔的時(shí)間較短，顆粒與床層間將形成較大的溫差[24]，而且氣化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致以溫度計(jì)算的煤焦轉(zhuǎn)化速率dx/dT降低。另一方面，隨著反應(yīng)溫度的升高，氣化反應(yīng)將逐漸由本征速率控制轉(zhuǎn)向擴(kuò)散速率控制，導(dǎo)致中后期高溫反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)速率對(duì)溫度變化的敏感性降低[25]。因此，在較高升溫速率條件下，四種煤焦的氣化反應(yīng)參數(shù)差異較小。

2.3 非等溫氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

2.3.1 model-fitting分析

體積模型VM、縮芯模型GM和隨機(jī)孔模型RPM是典型的氣化反應(yīng)模型，表4給出模型擬合的結(jié)果。需要指出，各模型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)應(yīng)該模型假設(shè)的反應(yīng)活性位點(diǎn)[26]。VM、GM和RPM的活性位點(diǎn)分別假設(shè)分布于顆粒整體、顆粒表層和孔表面。因此，各模型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)不同。但是，添加鐵基催化劑，三種氣化模型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化規(guī)律類似。比較HMc和HMCc參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)添加鐵基催化劑后，原煤焦氣化反應(yīng)的指前因子增大，活化能增大。比較HMNc和HMNCc參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)添加鐵基催化劑后，脫礦煤焦氣化反應(yīng)的活化能降低，指前因子降低。指前因子越大，表明分子的碰撞頻率越大；活化能越小，表明反應(yīng)需要克服的能壘越低。由于動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)，較大的反應(yīng)活化能總伴隨著較大的指前因子[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，添加鐵基催化劑有助于增大原煤焦的指前因子，降低脫礦煤焦的反應(yīng)活化能。此外，RPM的SSR值最小，表明其具有最好的擬合效果。RPM的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)Ψ表示氣化過程孔結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢：其值越小，表明氣化過程煤焦內(nèi)部孔傾向于合并耗散；其值越大，表明氣化過程煤焦內(nèi)部孔傾向于擴(kuò)張發(fā)育[27,28]?？椎慕Y(jié)構(gòu)演化是煤焦碳基質(zhì)消耗的結(jié)果，與煤焦本身結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)反應(yīng)直接相關(guān)。本文發(fā)現(xiàn)，氣化反應(yīng)的活化能Ea越小，Ψ值越大，存在一定線性關(guān)系。這表明孔表面活性位點(diǎn)的反應(yīng)性能可影響孔結(jié)構(gòu)的發(fā)育傾向。

2.3.2 model-free分析

采用model-free方法分析煤焦氣化反應(yīng)活化能Ea隨轉(zhuǎn)化率x變化，結(jié)果如圖5所示。此方法由于沒有預(yù)設(shè)模型，所獲取的動(dòng)力學(xué)參數(shù)更加可靠。圖5所示為分別采用Friedman、Vyazovkin和KAS三種方法計(jì)算的結(jié)果。其中，F(xiàn)riedman方法為微分線性法，Vyazovkin為積分非線性法，KAS為積分線性法。可以發(fā)現(xiàn)兩種積分法計(jì)算結(jié)果相近，區(qū)別于微分法計(jì)算的結(jié)果。這主要是由于微分法和積分法分別采用反應(yīng)速率和反應(yīng)溫度作為輸入?yún)?shù)，而反應(yīng)速率隨轉(zhuǎn)化率的變化幅度較大。表5所示為各煤焦氣化的平均活化能，其大小順序?yàn)椋篐MNc > HMCc > HMc > HMNCc。這 與modelfitting分析的結(jié)果一致。此外，還發(fā)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)化率的增大，非等溫氣化活化能逐漸降低。非等溫氣化條件下，隨著轉(zhuǎn)化率增加，氣化反應(yīng)溫度逐漸升高，氣化由本征反應(yīng)控制過渡為擴(kuò)散控制[29]。通常，擴(kuò)散活化能較本征反應(yīng)活化能低[30]?；罨艿慕档瓦€可能是催化劑添加和孔結(jié)構(gòu)演化引起的。盡管HMCc的平均活化能較HMc大，但反應(yīng)過程HMCc的活化能降低較HMc顯著。

表5 Model-free和動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償分析參數(shù)Table5 Kinetic parameters of model-free and kinetic compensation effect analysis (lnA: min?1, Ea: kJ/mol)

2.3.3 動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)

文獻(xiàn)指出，動(dòng)力學(xué)參數(shù)Ea和lnA普遍存在動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)，即[31]：

式中，a和b是動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)參數(shù)。采用文獻(xiàn)報(bào)道的15種氣固反應(yīng)模型[32]，對(duì)煤焦氣化的動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)進(jìn)行研究。圖6所示為HMc煤焦在5 ℃/min條件下的動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)。將表4中的相應(yīng)參數(shù)(VM、GM和RPM)繪制于圖6中，發(fā)現(xiàn)其也落于動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償直線上。分別計(jì)算不同升溫速率的動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償直線，獲取一系列動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償參數(shù)a和b，進(jìn)一步求取指前因子A和活化能Ea，結(jié)果如表5所示。該方法獲取四種煤焦氣化活化能Ea的相對(duì)大小與model-fitting和model-free方法分析一致，且其值與RPM參數(shù)接近。因此，從模型擬合度SSR和動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)方面考慮，RPM是描述煤焦氣化的最佳模型，且更適合于脫礦煤焦氣化。

3 結(jié) 論

本文研究煤液化的鐵基催化劑對(duì)煤焦氣化反應(yīng)特性的影響，并詳細(xì)分析負(fù)載鐵基催化劑的煤焦非等溫催化氣化動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明，脫礦和負(fù)載催化劑處理后，煤焦表面附著物的形貌和元素分布變化相較于煤焦主體碳基質(zhì)變化更明顯。鐵基催化劑將有助于熱解焦介孔的形成。根據(jù)相對(duì)催化活性指數(shù)τ，鐵基催化劑的催化活性受升溫速率和碳轉(zhuǎn)化率的影響較小，且作用于脫礦煤焦將表現(xiàn)出較強(qiáng)催化活性。負(fù)載催化劑脫礦煤焦HMNCc的氣化活性強(qiáng)于原煤焦HMc，且煤焦氣化特性差異隨升溫速率的增加而降低。動(dòng)力學(xué)分析表明，鐵基催化劑可提高原煤焦的氣化反應(yīng)指前因子，降低脫礦煤焦的氣化活化能。非等溫條件下，氣化反應(yīng)活化能隨轉(zhuǎn)化率增加而降低，HMCc焦的活化能降低顯著。RPM是描述煤焦(催化)氣化的最佳模型，且更適合脫礦煤焦(催化)氣化。