《表4 两种煤样3-DAEM热解动力学参数（20 K/min)》

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《五彩湾煤和吐鲁番煤热解动力学模型评估与应用》

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由模式搜索法得到的两种煤样在加热速率为20℃/min时的最优化动力学参数值见表4。其中OF代表目标函数值，其值越小代表拟合效果越好。由表4可见使用3-DAEM得到的目标函数值数量级都在10-4，因此动力学参数值较为可靠。图10为最优化得到的活化能参数值计算得到的两种煤样的活化能分布。热解过程中活化能的分布可以表明煤中参与反应的有机物的平均键强度。此外，活化能分布也表示了反应速率控制热解步骤的变化，即随着热解过程的进行，较强的化学键会随着脱挥发过程逐渐断裂。由表4及图10可见对于两种煤样，活化能总体呈现出增加的趋势。对比起始阶段两种煤活化能分布发现吐鲁番煤所需最小平均活化能（176.13 kJ/mol）小于五彩湾煤（279.06 kJ/mol），这与五彩湾煤初始热解温度高于吐鲁番煤一致。第一阶段热解反应为脱羟基与脱羧基反应，煤分子中结合水以及小分子CO2气体析出[30]。由13C核磁谱图发现吐鲁番煤中羧基含量较五彩湾煤低，故生成的气体含量较低。此外活化能分布图反映的是活化分子能量分布，芳碳区除了少量氧取代芳碳外都是稳定结构，所以由图1可知对于吐鲁番煤羧基碳占整个不稳定碳区的含量低，故第一阶段活化能占总活化能比例较少。第二阶段为主热解阶段，此时脂肪碳（Cal）之间共价键断裂生成小分子焦油碎片，且各种杂原子（O，N，S）与Cal间的键也发生断裂生成轻质气体[31]。此阶段五彩湾煤标准差较大（74.43 kJ/mol），而吐鲁番煤标准差较小（3.62 kJ/mol），这与TG曲线中两种煤主热解阶段所占温度区间一致。吐鲁番煤脂碳含量高（fal=0.58），因此活化分子大多分布在这一温度范围，TG曲线斜率变化较大；而五彩湾煤脂碳含量较低（fal=0.33），此阶段活化能分布区间较宽，TG曲线失重斜率较为平缓。第三热解阶段芳碳（Car）与所连接的脂碳（Cal）以及各个杂原子（O，S）断裂，芳碳自身冷凝缩聚生成焦炭，故需要更大的活化能[31]。此阶段两种煤的平均活化能值均达到最大值，且五彩湾煤这一部分活化能分布占比较多，这也与其芳碳含量高相关（fa'=0.51）。比较两种煤总体活化能分布发现对于五彩湾煤活化能分布重叠部分较多，而吐鲁番煤各阶段划分较为明确，且第一阶段对整个活化能值贡献不大。Wang等[8]使用3-DAEM对枣庄褐煤分析处理发现起始阶段活化能所占比例同样很少，在E=178 kJ/mol处达到初始峰值；主热解阶段活化能分布占据很大比例且峰较为狭窄，峰值出现在E=192.6 kJ/mol处；二次热解峰值处对应活化能值为240.5 kJ/mol。因此枣庄褐煤与吐鲁番褐煤有着类似的活化能分布，这表明对于化学组分相似的煤种，得到的活化能分布也相同。所以3-DAEM避免了线性拟合法中由于机理函数选取以及数学处理方法之间的差异造成的动力学参数间的差异，能够更好地应用于不同煤种之间动力学参数的比较。