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摘要
吸波剂协助煤微波热解技术可实现煤的清洁高效转化，吸波剂协助煤微波热解技术与数值模拟技术相结合，可进一步优化微波热解产物特性。将电磁场能量守恒方程、固体热传导方程和几何模型耦合，运用COMSOL软件建立了适用于吸波剂协助低阶煤微波热解反应的电磁-传热模型，考察了兰炭(BC)、Fe2O3和Fe2O3/BC三种不同种类吸波剂协助煤微波热解的微波腔体电场和煤样温度场的分布特性和强度变化，并与煤微波热解实验进行了对比验证。结果表明：吸波剂种类对微波腔体的电场和煤样的温度场的分布位置和分布区域形状没有显著影响，而对两者的分布区域面积和强度存在较大影响。吸波剂按对电场的分布区域面积和强度的影响从大到小依次为Fe2O3/BC、兰炭和Fe2O3,煤样的温度场呈现出右高左低的分布趋势，且高温区域形状呈羽状。三种吸波剂中，Fe2O3/BC吸波剂的电场强度最大，约为9.79×104 V/m,其煤样的温度场分布区域面积和煤样最高温也均最大。三种吸波剂模拟升温特性与实际微波热解升温特性相似，但Fe2O3吸波剂条件下热解最高温和终温模拟结果与实验结果差异最小，而Fe2O3/BC吸波剂条件下的模拟升温曲线与实验结果最为相似。
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单位西安建筑科技大学; 咸阳职业技术学院; 陕西省煤田地质集团有限公司
