能源是一个国家发展的基石，基于我国“富煤贫油少气”的能源情况，2021年中国煤炭消费总量为29.344亿吨标准煤，占能源消费总量的56.0%。随着中国向全世界做出庄严的“3060”碳中和承诺，对煤炭资源的高值高效低碳利用成为重中之重。煤炭热解产生的焦油产物含有芳香烃、脂肪烃、酚类等高值化工原料，因此热解技术作为高碳能源梯级低碳利用的典范收到大家的广泛关注。对热解过程的合理数学描述有助于在CFD工具下对热解反应器内部热解状况有更贴近实际的把握，从而能够有助于相关反应器的开发。 

　　分布活化能热解模型(Distributed Activation Energy Model, DAEM)由于具有对煤炭分子热解过程的理化特性捕捉，又兼具与反应器级别的CFD模拟拟合的可能性，而受到研究者们的关注。基于DAEM模型的假设，研究所循环流化床实验室团队通过引入反应动力学中的补偿效应，构建出一个全新的热解模型，即动力学补偿效应分布活化能模型（Complementation-Distributed Activation Energy Model, C-DAEM）。为了验证C-DAEM模型的准确性，将提出的新模型与两种其他学者提出的模型（DAEM模型和T-DAEM模型）进行对比，并使用工程常用热解煤种—神木烟煤（SMBC）进行TG/DTG实验验证。结果表明，C-DAEM模型在各加热速率下均优于DAEM模型与T-DAEM模型。在量化标准下，三个模型的拟合目标函数（O.F.，值越小表明拟合效果越好）结果为：C-DAEM/0.0241; traditional DAEM/0.1716; T-DAEM/0.1708; 三者的平均均方根误差（RRMSE，值越小表明误差越小）结果为：C-DAEM/3.53%; traditional DAEM/6.57%; T-DAEM/6.56%。以上结果证明C-DAEM模型在对热解的描述中更具潜力与优势，为后续开展反应器级别的热解模拟，以及工程设计奠定了坚实基础。 

　　相关研究成果以中国科学院工程热物理研究所为第一单位，通讯作者为工程热物理所研究员蔡军，第一作者为工程热物理所博士生陈锐，相关内容发表在Fuel上（2022年影响因子/JCR分区：8.035/Q1）。研究工作得到中国科学院战略先导、中国科学院青年创新促进会的支持。 

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125791 

　　C-DAEM表达式： 

图　　不同加热速率下，各模型的热重实验模拟结果对比 

(a) 5 K/min (b) 10 K/min (c) 20 K/min (d) 30 K/min (e) 40 K/min