Окисление частицы угля в потоке сверхкритического водного флюида

В реакторе полупериодического действия исследована конверсия одиночных сферических частиц угля диаметром 1 $\div$ 5 мм в сверхкритическом флюиде H$_2$O/O$_2$ при массовой доле кислорода 0 $\div$ 6.6%, давлении 30 МПа и температуре 673 $\div$ 1023 K. Уменьшение массы частицы наблюдалось в двух параллельных процессах: газификации угля водой и окисления угля кислородом. В предположении нулевого порядка по концентрации H$_2$O и аррениусовской зависимости для скорости газификации водой получены значения энергии активации 19 $\pm$ 7 кДж/моль и предэкспоненциального фактора 10$^{-2\pm0.4}$ с$^{-1}$. Установлено, что окисление кислородом при температуре выше 780 K лимитируется скоростью диффузии O$_2$ к органической массе угля. Ниже 780 K скорость гетерогенного окисления кислородом описана реакцией первого порядка по концентрации O$_2$ и нулевого порядка по концентрации H$_2$O c энергией активации 150 $\pm$ 27 кДж/моль и предэкспонентом 10$^{7.6\pm1.9}$ см$^3$/(г $\cdot$ с).