高炉喷吹混合煤的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,研究非等温燃烧条件下无烟煤、贫煤与高挥发分烟煤的混合煤试样的燃烧特性及其反应动力学参数。考察了不同配比混合煤试样的挥发分初析温度、着火温度、最大燃烧速率和燃尽特性等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A。研究结果表明：随着烟煤配入量的增加,混合煤的挥发分初析温度、着火温度和燃尽温度...     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能E_a和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.      

热重分析法研究铁含量对焦炭溶损反应的影响

采用热重分析法研究了铁含量对焦炭反应的影响规律.利用液相吸附法制备了不同Fe2O3含量的焦炭样品,通过对样品的微观分析和焦炭反应动力学的研究,阐释了铁元素对反应机理的影响.结果表明,铁对焦炭溶损反应具有正催化作用,且催化作用随铁含量的增大而加强;铁的存在降低了焦炭反应的起始反应温度和剧烈反应温度,导致焦炭过早破碎,影响焦炭强度;同时铁的存在也降低了焦炭溶损反应的反应级数和活化能.反应级数从无Fe2O3添加时的1.53级降为零级.研究表明,Fe2O3均匀分布在焦炭表面使其能提供更多的有效催化活性中心,进而对溶损反应起到催化作用.     

催化剂对煤粉燃烧特性的影响及动力学研究

 采用热分析技术,研究了CaO、Fe2O3、MgO和MnO2 4种催化剂对精煤和瘦煤燃烧特性的影响,以及非等温燃烧条件下,催化剂对燃烧反应动力学参数的影响。研究表明：当加入量为1%时,4种催化剂都能降低精煤和瘦煤的初始燃烧温度,其中CaO对煤粉的催化助燃效果最为显著。同为过渡金属氧化物,当加入量小于2%时,MnO2降低两种煤粉初始燃烧温度的效果要好于Fe2O3;当加入量为2%时,MnO2降低两种煤粉初始燃烧温度的作用减弱,比Fe2O3的作用?睿尤胧菝菏匝保孟窒笥任飨浴?种催化剂都能降低精煤和瘦煤在第1反应阶段的活化能,其中CaO表现出的助燃效果最好;在第2反应阶段,CaO对精煤的催化燃烧作用最好,而4种催化剂对瘦煤的催化燃烧作用不明显。     

氧化钙对焦炭性能的影响

 碱土金属对焦炭气化反应具有正催化作用,而焦炭的气化特性影响高炉的能量利用状况。通过实验室条件下配煤炼焦试验,系统研究了添加氧化钙质量分数分别为0%,1%,2%,4%,8%,12%时对焦炭强度、气化起始反应温度、平均反应速率及表观活化能的影响。研究结果表明：当配加氧化钙质量分数为4%时,焦炭强度降低最大为7%,气化起始反应温度降低最多为80℃,平均气化反应速率增加最大,表观活化能降低最大约30%。     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300℃,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响:还原温度≤1100℃时,平均活化能为202.6 k J·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100℃时,平均活化能为116.7 k J·mol-1,为碳气化反应和Fe O还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100℃),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.      

CO及CO-H_2气体还原铁氧化物反应表观活化能的评估

搜集并评估了用CO及COH2气体还原铁的各类氧化物的反应表观活化能。分析了反应动力学条件与机理和表观活化能的关系。得出:在气体内扩散、界面化学反应及固态铁离子扩散控速条件下,反应3CO(G) Fe2O3(S)→2Fe(S) 3CO2(G)的表观活化能分别为8.0～28.0kJmol,50.0～75.0kJmol及≥90.0kJmol,两个环节混合控速时的表观活化能则处于这两个环节分别控速时的表观活化能之间。界面化学反应控速时,用CO将Fe2O3还原为Fe3O4的表观活化能处于同一机理条件下将Fe2O3还原为Fe的表观活化能范围内;用COH2气体还原铁氧化物过程的表观活化能处于相应条件下,分别以CO,H2还原铁氧化物的表观活化能之间。     

O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响

利用综合热分析仪研究了O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响。结果表明,在O2/CO2气氛下,Fe2O3与K2CO3均可以催化无烟煤粉的燃烧,但其催化作用要弱于O2/N2气氛,且在低氧气浓度的O2/CO2气氛下对Fe2O3与K2CO3的抑制作用大于高氧气浓度。氧气浓度为20%~80%时,K2CO3在O2/N2气氛下催化煤粉前期燃烧使燃烧由反应控制转变为扩散控制,Fe2O3则只在氧气浓度为20%时能改变煤粉前期燃烧的控制步骤;而Fe2O3与K2CO3在O2/CO2气氛下均只能在氧气浓度为20%时改变煤粉前期燃烧的控制步骤,由反应控制转变为扩散控制。     

高炉喷吹废塑料燃烧动力学研究

为了提供高炉喷吹废塑料新技术工业化应用的理论依据，通过对其动力学参数的求解，研究了高炉喷吹废塑料的燃烧动力学，得出了该燃烧反应是一级反应，且在温度为200℃、塑料配比为20％～25％时活化能最低、燃烧阻力小的结论。     

塑料燃烧热重动力学与热动力学分析

利用热分析-质谱联用技术进行了塑料燃烧的实验研究,探讨了这类聚合物的燃烧机理,并采用热重动力学和热动力学解析方法定量分析了塑料燃烧的动力学参数.研究表明,塑料燃烧过程一步完成.塑料的DSC热动力学活化能参数分别对应3个温度区间的反应,活化能值都比较高,在300 kJ· mol-1以上,在反应的后期甚至达到842 kJ·...     

Preparation of Ca- Fe oxygen carrier using metallurgical dust

Chemical chain combustion technology is a new combustion technology that achieves efficient and low energy separation for CO2 capture. CaSO4- Fe2O3 oxygen carrier was prepared by sol- gel method from blast furnace slag containing iron, and X- ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy and energy dispersive X- ray (SEM- EDX) were used to characterize the oxygen carrier particles. The results show that the CaSO4- Fe2O3 oxygen carrier prepared from iron metallurgical dust has a mass fraction of 93. 58%, a specific surface area of 10. 37cm2/g and a conversion rate of 67. 47% after reaction?? with coal powder, which has good reactivity. Combined with SEM and EDS analysis, the main cause of the decrease of carrier activity is the accumulation of coal ash during the cycle combustion process, resulting in complex and diversified carrier components, chemical reactions and agglomeration effects, and then carrier activity is reduced.     

多层含碳球团转底炉内直接还原行为

 为明确转底炉内多层布料下球团的还原规律,采用含碳球团直接还原钒钛铁精矿,研究了还原温度和还原时间对不同层球团金属化率的影响以及铁精矿中各铁矿物的还原顺序。结果表明:多层球团的还原不同步,在上层球团还原完成并发生再氧化时,下层球团的还原仍在继续。球团的平均金属化率会随着还原温度的增加而提高,随着还原时间的延长出现先增高后降低的现象。在还原过程中存在一个获得最大金属化率的最佳还原时间（本试验为25min）。钒钛铁精矿中各铁矿物还原的难易程度按下列顺序依次增加：Fe2TiO5→Fe3O4→FeO→Fe2TiO4→FeTiO3。     

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。     

Reduction behaviour of apatite in oolitic haematite ore using coal as a reductant

An oolitic haematite ore containing 1.31% P was reduced in the presence of coal at temperatures ranging from 1473 to 1548?K. The reduction behaviour of apatite, which is the only P-containing mineral in the ore, was studied at different reduction conditions based on the thermodynamic analysis. Thermodynamic calculation showed that the SiO₂, Al₂O₃ or SiO₂–Al₂O₃ could decrease the standard Gibbs free energy and initial temperature of the apatite reduction significantly. The initial temperature of the apatite reduction decreased from above 1650?K to 1497, 1541 and 1419?K in the presence of SiO₂, Al₂O₃ and SiO₂–Al₂O₃, respectively. Experimental results indicated that the reduction conditions obviously affected the reduction behaviour of apatite. A higher reduction temperature, C/O molar ratio and a longer reduction time were favourable for the apatite reduction. The reduction degree of apatite reached 83.62% at 1548?K with a C/O molar ratio of 2.5 and after 60?min reduction. In addition, the reduction kinetics of apatite was investigated by common order reactions, and the corresponding kinetic parameters were computed according to the Arrhenius function. The results demonstrated that the most suitable mechanism for the apatite reduction was first-order reaction, and the apparent reaction rate of apatite reduction increased with increasing reduction temperature and C/O molar ratio. Furthermore, both the apparent activation energy and pre-exponential factor of apatite reduction decreased slightly with increasing C/O molar ratio.     

工业废渣对无烟煤燃烧特性的影响

 采用热重法研究了工业废渣钢渣(简称GZ)、瓦斯灰(WSH)和磷渣(LZ)对越南无烟煤燃烧特性的影响。结果表明：工业废渣能很好地改善煤粉的燃烧特性。废渣掺入质量分数为4%时,尽管没有降低煤粉的着火温度,但对煤粉挥发分释放、固定炭燃烧和燃尽温度的降低起到很好的催化作用;GZ,WSH和LZ分别使煤粉燃尽温度降低49,51,66 ℃。研究发现,工业废渣的催化作用,与废渣中CaO和Fe2O3的有关,正是由于废渣中富含CaO和Fe2O3,使得掺入废渣的煤粉燃烧较原煤更加容易。     

添加剂对Cr2O3—Al系SHS反应的影响

研究了添加ＣｒＯ３－Ａｌ、Ｆｅ２Ｏ３－Ａｌ＋ＭｇＯ及Ｔｉ－Ｃ的Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ系的燃烧特性。实验发现，添加ＣｒＯ３－Ａｌ、Ｆｅ２Ｏ３－Ａｌ＋ＭｇＯ时，自蔓燃反应易于引发；体系中混入Ｔｉ－Ｃ添加剂对反应引发不利，但在用纯Ｔｉ－Ｃ作引火剂情况下可以引发。随着ＣｒＯ３－Ａｌ添加量的增加，燃烧温度升高，但添加量大于２０％时，燃烧温度反而下降。燃烧温度随Ｆｅ２Ｏ３－Ａｌ＋ＭｇＯ添加量的增加而升高。Ｔｉ－Ｃ添加量的增大对燃烧温度影响不大。燃烧速度随以上添加剂量的增大而增大