城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.     

煤粉掺烧污泥的热重及动力学研究

通过热重实验仪,研究了煤粉、污泥及其混合物在不同比例下的燃烧特性。结果表明:单独燃烧时,煤的失重主要受固定碳燃烧的影响,污泥的失重主要受水分析出、挥发性物质析出和燃烧的影响;添加污泥有利于混合物着火,但不利于稳定燃烧,污泥的添加量以不超过30%为宜;随着污泥掺混比的增加,混合物开始失重的温度左移,失重峰的峰值温度与单煤燃烧的接近。燃烧动力学研究表明,煤的活化能为86.79 kJ/mol,高于混合物的任意一个阶段的活化能。混合物燃烧前期(低温段)的活化能小于燃烧后期(高温段)的活化能。     

污泥和煤混烧特性的热重试验研究

利用热重分析法对兰坝煤粉和某城市污泥及两试样混合物的着火温度、燃尽特性和综合燃烧性能等参数进行了研究。实验结果表明:在20℃/min的加热速度,20~1200℃的温度范围内,单一试样及不同掺混比混合试样燃烧时燃烧特性和燃尽性能存在差异,并得出了一些燃烧特性参数,结合实验条件,对反映燃料着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S进行了修正。计算结果表明:修正后的S'与其他特性参数计算结果吻合较好。     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

基于某330MW煤粉锅炉煤粉多元混合物燃烧的数值模拟研究

为了研究煤粉、轮胎颗粒胶粉与污泥颗粒三者混合燃烧的燃烧特性,通过使用Fluent软件对锅炉进行建模并进行数值模拟计算。分别分析了煤粉单独燃烧、煤粉与轮胎颗粒胶粉混合燃烧、煤粉与污泥颗粒混合燃烧以及三者共同混合燃烧的模拟结果。分析结果表明,在煤粉燃烧时,掺入一定比例的轮胎颗粒胶粉和污泥颗粒可以提高炉膛的燃烧效率、增强炉膛内燃料的燃尽程度。     

流化床内干化污泥燃烧污染物排放特性研究

采用小型电加热流化床焚烧实验台, 对干化污泥燃烧的污染物排放特性进行了研究. 实验通过改变干化污泥中水的质量分数(7.3%, 28.4%和41.5%), 不同的炉膛温度, 石灰石的添加以及污泥和煤混烧等多种工况对污染物的排放特性进行了研究. 研究结果表明, 当污泥含水质量分数由41.5%降为7.3%, CO和N2O的排放质量浓度分别提高了一倍和四倍; 相反, 丙烷、己烷和苯胺等有机污染物的排放质量浓度明显下降, NOx的排放质量浓度降低了70%; 煤对污泥燃烧二恶英的排放有明显抑制作用, 并且二噁英的排放质量浓度和HCl的质量浓度有很明显的关联; 此外, 石灰石能促进NOx生成, 但抑制N2O生成, 而对二恶英的排放质量浓度几乎没有影响     

煤炭自燃特性研究的加速量热法

利用加速量热法研究煤炭自燃特性，所用煤样量少、实验时间短，可得到煤炭的初始自加热温度、煤炭升温曲线和耗氧曲线。进行了煤炭自燃过程的化学动力学研究，建立了煤氧化反应的活化能计算方法，得到了试验煤样在缓慢氧化阶段和激烈氧化阶段的活化能数据。     

煤粉粒度对元宝山褐煤燃烧特性的影响

为了给实际工程应用中煤粉粒度的确定提供参考,采用热重分析的方法,研究煤粉粒度对元宝山褐煤燃烧特性的影响.对燃烧热重曲线特征参数分析表明,粒度减小,煤粉着火提前、燃尽时间缩短;粒度减小,可燃指数C和综合燃烧指数S增加,表明煤粉燃烧性能得到改善;用Coats-Redfern方法求解燃烧反应的动力学参数,燃烧反应动力学分析表明,元宝山褐煤的热天平燃烧反应为一级反应;在最大燃烧速度对应温度前后燃烧过程分成两个阶段;粒度减小,各段燃烧反应的表观活化能和质量平均表观活化能均降低.减小煤粉粒度对改善煤粉燃烧性能是有利的.     

煤与糠醛渣混燃的热重分析及基于分布活化能模型的动力学研究

通过热重技术研究煤与糠醛渣混燃的燃烧动力学,采用分布活化能模型(DAEM)进行了动力学分析,比较纯煤、纯糠醛渣及两者在3种不同掺混比例、不同升温速率下燃烧反应的差异。结果表明:糠醛渣能够促进煤的燃烧,随着糠醛渣加入量增大,试样着火温度下降,燃烧性能改善;糠醛渣掺混比例增大,燃烧反应的活化能呈下降趋势。     

水焦浆/水煤浆燃烧特性对比研究

采用热重分析仪研究了水焦浆的着火、燃烧特性,并与兖州烟煤水煤浆、贵州无烟煤水煤浆进行了对比;通过TG-DTG法确定燃烧特征温度;采用Flynn-Wall—Ozawa法进行反应动力学分析．结果表明,水焦浆的着火和燃尽温度界于烟煤水煤浆和无烟煤水煤浆之间;随升温速率的升高,各样品的着火、燃尽温度升高,说明燃烧反应向高温区转移;可燃性指数随升温速率升高,表明燃烧特性提高;由动力学分析知,在同一转化率下,水焦浆的活化能低于烟煤水煤浆和无烟煤水煤浆;水焦浆具有着火难,但一旦着火,燃烧反应剧烈的特点．     

不同褐煤在O_2/CO_2条件下燃烧特性的实验研究

利用热重分析仪,系统地研究了霍林河褐煤、印尼1#褐煤和印尼2#褐煤在空气和O2/CO2条件下的燃烧特性,比较了不同褐煤样品在燃烧过程中失重与温度和时间的关系.实验结果表明,褐煤在O2/CO2条件下的燃烧特性与空气条件下的燃烧特性存在明显的区别,富氧燃烧条件下CO2分压力的大小影响褐煤的反应活性.     

升温速度对煤热解动力学的影响

采用非等温热重分析对不同煤化度煤热解进行了试验研究,探讨了升温速度对煤热重曲线和失重速率峰值的影响．由热分析结果确定了煤的热解反应动力学参数,并就升温速度对煤热解动力学的影响进行了探讨．结果表明,通过不同升温速度下的热重实验可以为煤的气化、液化、干馏提供非常重要的信息,并可以为探索煤分子结构,阐述反应机理提供依据．     

4种废塑料的燃烧动力学研究

用热重分析法对城市固体废弃物中4种常见塑料-聚乙烯农膜(PE)、聚苯乙烯泡沫(PS)、聚丙烯编织袋(PP)和聚酯饮料瓶(PET)进行了在空气中燃烧动力学研究。通过对热重/微分热重曲线(TG/DTG)的数据分析,采用3种动力学模型分别计算出各试样的动力学参数,并对结果进行线性回归,以线性相关系数最高的动力学模型作为该试样的燃烧动力学机理。结果显示,PE,PS及PP均为一级反应,而PET为二级反应,且其活化能的大小顺序与各自的失重特性温度相一致,由此可推断出其活化能的相对大小。     

污泥燃烧动力学特性的研究

在空气气氛下应用热重-质谱联用仪（TG-MS）研究污泥燃烧的动力学特性。结果表明,污泥热解失重过程可分为干燥、半挥发分析出、可降解挥发分析出、不可降解挥发分析出和焦炭燃尽5个阶段。通过对试验结果的计算得出了污泥燃烧各阶段的动力学参数。     

三种可燃固体废弃物及煤粉的热重分析

采用热重分析法对三种可燃固体废弃物如废轮胎、废木料、废织物及煤粉的燃烧失重特性进行对比分析,研究它们的失重规律、着火特性和燃尽特性。结果表明：三种可燃固体废弃物的失重及燃烧特性与煤粉有较大的区别,煤粉挥发物少,燃烧失重主要受固定碳燃烧控制,可燃固体废弃物挥发份较多,燃烧失重主要受挥发份的燃烧控制;可燃固体废弃物的渣量明显低于煤粉渣量。这些可燃固体废弃物喷人高炉中,含氢量高,有利于改善高炉冶炼的经济技术指标和减少CO2排放。     

Fe2O3 和MnO2对淮北矿区高灰分煤燃烧特性

通过热重分析法研究了Fe2 O3和M nO2对高灰分煤燃烧性能与动力学特性的影响,结果表明Fe2 O3和M nO2能提高煤粉的着火和燃尽指数;利用Coats‐Redfern积分法对试样燃烧过程进行动力学分析,发现 Fe2 O3和M nO2均可降低煤粉燃烧反应的活化能;燃烧灰渣SEM图表明Fe2 O3和M nO2可以改变煤燃烧的反应历程,使燃烧更充分。     

广州市污泥处置技术方案及对策

分析了广州市城市污泥的处理处置现状以及基本特性包括污泥组成、工业元素及其燃烧特性,阐明了污泥燃料化处置后利用社会和谐固有燃烧资源用于燃烧污泥衍生燃料的适应性;提出利用"污泥干成剂"调理污泥内部特性来营造污泥的"解凝、断链、造粒、造隙"快速脱水环境,提高污泥脱水效率;并依据广州市区污水处理厂发展布局和电厂发展规划,提出广州市污泥"南电、北水"处置方略.在此基础上,基于污泥燃料化处置技术,充分利用污水污泥资源和发电资源,建立了污水—污泥—衍生燃料—热电一体化联合处置系统.     

脱硫添加剂催化煤燃烧的动力学及机理

实验研究了CaO脱硫添加剂对煤燃烧的影响,分析了燃烧后的烟气成分和煤灰特性。通过机理函数的计算,得出了燃烧反应动力学参数。实验结果表明,添加剂TiO2对CaO脱硫和煤燃烧有明显的催化作用,通过活性表面增加氧的吸附作用,疏松煤灰结构;它的dsp杂化轨道,削弱C与H,O等元素之间的化学键,促进C-C键的断裂,以获得更多的小分子量的气体,促进煤的挥发分析出,催化煤完全燃烧;计算结果表明降低了燃烧反应活化能,与实验结果吻合很好。     

Spontaneous combustion liability between coal seams: A thermogravimetric study

The spontaneous combustion liability of coal can be determined by using different experimental techniques. These techniques are well-known in their application, but no certain test method has become a standard to prove the reliability of all of them. A general characterisation which included proximate and ultimate analyses, petrographic properties and spontaneous combustion tests(thermogravimetric analysis(TGA) and the Wits-Ehac tests) were conducted on fourteen coal and four coal-shale samples.The spontaneous combustion liability of these samples collected between coal seams(above and below)were predicted using the TGA and the Wits-Ehac tests. Six different heating rates(3, 6, 9, 15, 20 and 25 °C/min) were selected based on the deviation coefficient to obtain different derivative slopes and a liability index termed the TG_(spc) index. This study found that coal and coal-shale undergo spontaneous combustion between coal seams when exposed to oxygen in the air. Their intrinsic properties and proneness towards spontaneous combustion differ considerably from one seam to the other. The Wits-Ehac test results agreed with the TG_(spc) results to a certain extent and revealed the incidents of spontaneous combustion in the coal mines.     

煤与玉米秸秆混合燃烧的实验研究

采用Pyris 1TGA热重分析仪对煤与玉米秸秆以不同的比例所得的混合试样进行燃烧特性分析。分析了燃烧特征参数如着火温度、燃烧速率最大时的温度、燃尽温度和最大燃烧速率以及燃烧特性指数。结果表明,玉米秸秆和煤相比具有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;在煤中加入玉米秸秆后．着火燃烧提前,同时可以获得更好的燃尽特性。