工业废弃物的煅烧及动力学特性实验研究

采用TGM/SDTA85le热分析系统研究了白泥、盐泥、碱渣和电石渣等4种工业含碱废弃物及淄博石灰石的煅烧特性,并用多重速率法计算其煅烧反应活化能,以期为进一步研究废弃物的脱硫特性提供理论依据。结果表明:升温速率越小,分解速率越快;煅烧温度越高,分解越快;但最终的失重率相差不大;电石渣的活化能较小,碱渣和盐泥的活化能相对较大。     

碱性工业废渣湿法烟气脱硫性能研究

采用XRD衍射仪及湿法脱硫实验台对白泥、电石渣、碱渣及盐泥的湿法脱硫性能进行了实验研究,对比分析了石灰石与4种碱性工业废渣的湿法脱硫性能.结果表明:白泥、电石渣、碱渣、盐泥等四种碱性工业废渣可以用作烟气湿法脱硫剂.实验条件下,反应温度30℃时,脱硫性能最强,随反应温度升高,碱性工业废渣脱硫性能下降,推荐四种碱性工业废渣...     

流态化下电石渣循环煅烧/碳酸化捕集CO_2特性

在鼓泡流化床上研究电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中的CO2捕集特性,考察循环次数、反应温度、流化数和颗粒粒径对流态化下电石渣循环碳酸化转化率和速率的影响。结果表明:循环次数增加使电石渣碳酸化转化率衰减,经过50次循环其转化率可达0.2,高于石灰石。反应初期,电石渣碳酸化速率低于石灰石,但经过一段时间后高于石灰石。碳酸化温度为700℃,煅烧温度为850~900℃时可使电石渣保持较高循环捕集CO2性能。增加流化数提高了电石渣化学反应控制阶段的碳酸化速率,对产物层扩散阶段速率影响较小。颗粒粒径增大对化学反应控制阶段速率影响不大,但降低了产物层扩散阶段速率。     

麦秆热解过程中氮迁移特性的试验研究

在氩气气氛下，利用热重-傅里叶红外光谱联用技术研究麦秆热解过程中含氮气体NH3、HCN、NO及HNCO等的析出及分布特性。揭示生物质挥发分中含氮化合物的主要存在形态和转化率。结果表明：热解条件影响生物质燃料氮的析出分布。升温速率提高，NH3及HCN的析出总量减少，但NO及HNCO的析出总量呈增加趋势；麦秆粒径增加，热解产生的含氮气体的析出量减小。NH3所占份额增加明显，HCN/NH3质量比减小。粒径越小，HNCO及NO在含氮气体中所占份额越大；热解终温升高，NH3及HCN的析出量增加，HNCO及NO的析出量减小。低温热解，残留在焦中的氮含量较高。     

垃圾衍生燃料热解热重实验研究

本实验用热重分析法对含75%布、含50%、67%、75%、100%生活垃圾的RDF样品的热解进行研究,通过分析不同热解终温、不同升温速率、不同物料比、添加污泥与添加废石灰对RDF热解过程的影响,分析TG和DTG曲线的变化和特征点温度及不同阶段样品质量变化,计算热解率,研究表明,①热解终温增加,TG曲线向低温区移动,热解率增大,其中最大可达98.6%;②升温速率增加,热解反应向高温区移动,说明升温速率越低,越有利于热解反应进行;③对于生活垃圾与生物质不同配比的RDF热解,生活垃圾比重的增加导致TG曲线向高温区移动,挥发分析出温度延后;④添加污泥的RDF与添加废石灰的RDF相比,热解更充分,热解率由77.14%上升到92.46%。     

钙基固硫剂煅烧特性的试验研究

在热重分析仪和固硫实验台上,研究了钙基固硫剂在空气中煅烧和烟气中煅烧的不同特性,分析了升温速率、反应终温、固硫反应对煅烧特性的影响,并从宏观上给出了解释。本文的目的在于探讨固硫剂煅烧反应的定性规律,为实际燃烧设备中选择固硫剂、确定固硫剂的最佳运行工况提供参考。     

海藻的热解特性分析

用热重分析法对一种海洋生物质--海藻类植物江蓠的热解过程及其动力学规律进行了研究。分析了样品在不同升温速率(10、20、30℃/min)和不同粒径(0.18、0.28、0.45 mm)下的实验结果，发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4 个阶段组成,结合傅里叶红外光谱分析了样品热解过程的主要成分变化，比较了各升温速率下的热解特性参数，并计算出热解产物释放指数r; 随着升温速率的增加，热解反应越容易进行。当粒径小于0.45 mm时，时, 颗粒粒径对热解过程影响不大。用Coats-Redfern方法计算出样品的热解动力学参数,发现其热解反应机理函数不同于木质类生物质，求得的活化能E与频率因子A之间存在动力学补偿效应。     

玉米秸秆热解特性及动力学的实验研究

本文采用热重分析(TGA)对华北地区常见的玉米秸秆的热解过程及其动力学规律进行了研究。实验中分别以三种不同的升温速率在氮气气氛下将样品从室温加热直至挥发分完全分解。实验结果表明:样品的非等温失重过程由脱水、剧烈失重和缓慢失重三个阶段组成;随升温速率的提高,样品的最大热解速度提高,对应的峰值温度提高,达到失重峰的时间缩短很多,表明加热速率越大挥发分析出的速度越快。建立了玉米秸秆的热解反应动力学方程,得出了玉米秸秆的热解反应动力学参数,并探讨了相应的热解机理。     

废弃物型固硫剂的固硫性能研究

利用高温管式炉和烟气分析仪对4种工业碱基废弃物和1种石灰石固硫过程进行了试验研究，并利用压汞仪和X–射线衍射仪对废弃物的孔结构和固硫产物进行了研究。结果表明：白泥和电石渣在800~1 100 ℃时对低温硫和高温硫都具有较强捕获能力，固硫性能较好；盐泥和赤泥在800~900 ℃时能够有效的捕获低温硫，固硫性能较好，当温度升至1 000 ℃后其固硫性能变差。废弃物具有良好的微观结构，有利于颗粒内部固硫反应的进行。综合上述，工业碱基废弃物具有良好的固硫性能。     

CO_2气氛对烟煤热解过程的影响

采用热重–傅里叶红外联用的方法研究徐州烟煤在Ar、N2和CO2气氛下的热解特性,考察CO2气氛下反应终温和升温速率对其失重和气体析出特性的影响。结果表明,CO2气氛对煤热解的影响主要在高温区,表现为对煤中碳酸盐分解的抑制作用和对煤焦的气化作用。反应终温900℃时,CO2气氛下CH4和C2H6的析出量较Ar和N2气氛下小,而CO析出量较大。CO2气氛下反应终温由700℃上升到1000℃,CH4和C2H6的析出量略有升高,CO析出量显著升高;升温速率提高,CH4、C2H6和CO析出量降低。     

锰酸锂材料电池表观活化能的数学分析

采用差热分析法研究了不同升温速率下锰酸锂前驱体所发生的分解反应,通过Kissinger法和Doyle Ozawa法对不同反应阶段的活化能进行计算,同时通过扫描电镜、粒度分析仪、X射线衍射仪对所得样品的微观形貌进行观察分析,结果表明,通过共沉淀法与煅烧法相结合制备所得LiMn_2O_4的物相纯净,粒度分布均匀,形貌规整。     

钙基脱硫剂煅烧特性的研究

作为主要脱硫剂的石灰石锻烧特性对脱硫效果有重要的影响。介绍了对不同粒径的石灰石,在不同终止温度、不同加热速率下进行热重实验。研究表明粒径、温度及加热速率对煅烧特性存在一定影响。同时比较了在静止气氛和流动气氛中石灰石的煅烧情况。最后,采用Flynn—Wall—Ozawa法计算煅烧反应的活性能。     

循环流化床富氧气化运行特性研究

在江西某循环流化床富氧气化装置上,考察了不同煤种、原煤粒径分布、料层差压、反应温度、氧气流量对气化装置运行特性的影响,研究了各工况对煤气热值、炉渣含碳量和碳转化率的影响并进行了综合优化调整。结果表明:在相同气化条件下,陕北神木原煤运行的各项参数指标均高于内蒙东胜原煤。原煤粒径分布、料层差压、反应温度和氧气流量对降低炉渣含碳量,提高碳转化率、煤气有效组分和热值有一定作用,为大型循环流化床富氧气化装置运行和优化提供了方法。     

煤粉热解特性实验研究

利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为四个阶段，在1400℃之前DTG曲线有两个失重峰。从室温至400℃之间的，各样品的失重特性无明显区别。在400-980℃间，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。     

基于科艾定律的燃烧指标的实验研究

运用基于科艾(Kooij)定律而非Arrhenius定律的燃烧特征方程和一种特殊因子(温度平方与升温速率之比乘以燃烧加速度与燃烧速率之比)研究不同升温速率和颗粒尺寸实验条件下的燃烧特性。使用德国的NETZSCH STA 409C热重分析仪进行2组实验--5种不同升温速率(10, 20, 30, 40 及 50 K×min-1)和5种不同的颗粒尺寸(<72, 72~100 100~120, 120~180及180~225 mm)。实验表明了随着升温速率的增加，温度延迟增加，灰分含量减少，燃尽温度增加；随着颗粒尺寸的减小，挥发分开始析出并燃烧的温度降低，燃烧峰值提高，燃烧峰宽变窄，灰分含量增加。     

粒度和升温速率对低热值煤样热解的影响研究

利用热重法研究了低热值煤在不同粒度和不同升温速率下的热解特性;获得了不同粒度和不同升温速率下热解特性参数,通过动力学分析得到三维扩散模型可以很好反映升温速率的煤样的热解过程,而二级化学反应可以反映不同粒度的热解情况,通过对模型求解得出煤样的活化能与频率因子。     

燃用水煤浆锅炉排放物中痕量元素的分布

测定了燃用水煤浆锅炉的水煤浆样、炉渣及飞灰中Mn、Pb、Cr、Ni、Cu、Cd、Zn等痕量元素的含量。结果表明,制浆过程中洗煤、煤浆颗粒的较大体积和燃烧温度较低等对燃烧过程中痕量元素的排放具有一定的抑制作用。痕量元素在飞灰中的富集,随飞灰粒径减小而增加。飞灰对痕量元素吸附机理不同。     

Modern State and Topical Issues of Studying Solid Fuel Particle Primary Fragmentation Processes as Applied to Biomass Combustion and Gasification in Fluidized and Dense Bed (Review)

It is shown that it is important to take into account the variation of particle sizes due to their fragmentation in fluidized bed biomass combustion. The present state of investigations into the fragmentation process is analyzed. It is shown that primary fragmentation, a process involving cracking and disintegration of initial fuel particles into two or more parts due to thermal stresses and growth of pressure in the particles during their rapid heating at the drying and devolatization stages is the most essential issue. Factors causing the cracking of fuel particles and the nature of this process are considered. The particle fragmentation quantitative characteristics and criteria are analyzed. It is shown that the particle critical diameter is the simplest criterion for estimating the susceptibility of different fuels to fragmentation. The main factors influencing the occurrence of primary fragmentation, namely, particle size, heating rate, bed temperature, and fuel characteristics, are considered. The list of fuel’s main characteristics affecting its primary fragmentation includes the volatiles content, porosity, moisture and ash content, susceptibility of particles to swelling or shrinking, and the organic part composition. Matters concerned with predicting primary fragmentation of fuels are considered. Information about the interrelation between the main characteristics of fuels, their susceptibility to primary fragmentation, and its nature is presented. In view of biomass properties and its combustion conditions, both of the primary fragmentation mechanisms, namely due to devolatization induced stresses and thermal stresses, are supposed to take place. It can be expected that the domination of one or another mechanism will depend on the combination of particle size and heating temperature. The lines of and methods for studying the nature of biomass particles primary fragmentation and its quantitative characteristics under different conditions are outlined. The data obtained as a result of such fundamental investigations will form the basis for elaborating methods for designing furnace devices and gasifiers operating on biomass taking into account the effect of particle fragmentation on the combustion, gasification, carryover, and heating surface contamination processes.     

粒度对石灰石分解动力学影响的热重实验研究

由于粒度对石灰石分解动力学影响的研究结果差别较大,因此采用多重扫描速率法和单个扫描速率法相结合的动力学方法作进一步研究。通过对5种不同粒径的石灰石进行考察,结果表明:活化能随转化率的增大而减小,随粒度的增加呈现先增大后减小的规律,Avrami-Erofeev方程控制的随机成核和随后生长模型为石灰石分解的最概然机制函数,因此该方法是可行的和可信的,也说明动力学方法的选择是重要的。