生物质燃烧动力学特性实验研究

采用非等温热重分析法对农作物秸秆燃烧动力学特性进行了研究。提出了秸秆挥发分析出过程的特性参数，建立了反应动力学方程；测算了反映燃烧性能的燃烧特性指数和反映生物质秸秆燃烧放热特性的差热峰面积指标。结果表明：玉米秸秆和小麦秸秆的挥发分初析温度随升温速度的增加而降低，稻秆的挥发分初析温度随升温速度的增加而增加；3种样品的活化能随升温速度的增加而降低；差热峰面积、燃烧特性指数随升温速度的增加而增大。     

玉米秸秆成型生物炭燃烧特性与动力学分析

采用热重法对玉米秸秆成型颗粒及生物炭燃烧特性及动力学进行研究,并考察不同升温速率下(10、20、40℃/min)对320、500℃热解生物炭燃烧特性的影响,分析其燃烧特性及动力学参数。结果表明:玉米秸秆成型颗粒炭化后其燃烧热重分析(DTG)曲线呈现多峰状态,峰整体向高温区转移;玉米秸秆成型颗粒的着火温度和燃尽温度均小于生物炭,综合燃烧特性指数(SN)大于各温度热解炭化后样品。随着炭化温度的升高,成型生物炭着火温度和燃尽温度升高,SN减小;一级反应动力学能很好地描述各样品的燃烧动力学,相关系数(R~2)均高于0.9。     

某秸秆电站燃料的燃烧特性实验研究

用热重分析法对华北地区某秸秆电站2种主要燃料(小麦、玉米)的燃烧过程及其动力学规律的进行了实验研究。并分析了生物质直燃锅炉积灰结渣严重的原因。实验中以20℃/min的升温速率分别对小麦和玉米秸杆进行了空气气氛下的燃烧实验,得到了反映2种生物质秸秆燃烧过程的燃烧特征参数。结果表明,2种秸秆在不同的燃烧区间的燃烧动力学参数有较大差别。     

秸秆类生物质燃烧动力学特性实验研究

生物质能的利用越来越受到重视。直接燃烧技术由于其操作简单、取材方便、成本适宜等特点是一种符合我国国情的生物质能利用方式。采用热重分析的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆和玉米芯三种秸秆类生物质的燃烧动力学特性进行了实验,研究了不同升温速率、氧浓度对不同种类的秸秆生物质燃料燃烧动力学特性的影响,并对着火温度、燃烧稳定性、挥发分析出特性、燃烧特性指数等相关特性参数进行定量分析,为设计秸秆工业锅炉燃烧设备,合理选择生物质种类、优化燃烧、提高锅炉效率提供了理论支撑。     

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究.研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段:生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好.采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃.     

玉米秸秆成型颗粒快速燃烧特性及反应动力学研究

基于等温热重分析技术,采用化学动力学法拟合燃烧过程中质量损失率与时间的单方程模型,对不同燃烧温度与成型密度下柱状玉米秸秆成型颗粒的快速燃烧特性进行研究。结果表明:玉米秸秆成型颗粒在600℃下成型密度较大,燃尽时间较长,到达热失重速率(DTG)曲线峰值时间较长;相同密度的成型颗粒,随温度的升高,燃尽时间缩短,DTG峰值高度越高,到达峰值的时间越短;在该实验变量控制范围内,成型密度和外部环境温度对燃尽率无明显作用;通过动力学计算得到玉米秸秆成型颗粒的反应级数在0.5~0.7之间。由实验数据曲线拟合得到拟合方程,求解出活化能E及指前因子A。     

稻秆燃烧动力学特性研究

通过热重分析方法研究了稻秆的燃烧过程及其动力学特性.非等温热重法的升温速率分别为20 ℃/min、30 ℃/min、40 ℃/min,加热终温800 ℃;采用空气为载气.得到稻秆燃烧的TG、DTG曲线,研究了加热速率、温度对燃烧过程的影响,建立了稻秆燃烧的反应动力学方程,由Freeman-Carroll法得到该类稻秆燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.为燃烧稻秆锅炉的设计开发提供了理论支持.     

油页岩干馏残渣与玉米秸秆混烧特性

利用热重分析仪对汪清油页岩干馏残渣、玉米秸秆及二者不同比例的混合物进行了不同升温速率下的燃烧特性实验,得到了燃烧特性曲线并求解了燃烧特性参数.研究结果表明,玉米秸秆的燃烧特性明显优于油页岩干馏残渣,油页岩干馏残渣中掺入玉米秸秆后,着火温度、燃尽温度提前,综合燃烧特性得到改善;混合物的综合燃烧特性指数随升温速率的升高而增...     

生物油热解及燃烧特性分析

对由木粉热解所得的生物油样品分别进行了氮气与氧气气氛下不同升温速率的热重分析试验.结果表明:生物油的热解分为两个阶段,第一阶段为生物油中低沸点有机物的挥发以及各组分间反应生成各类产物的过程,第二阶段为各种重组分的裂解过程;生物油的燃烧分为3个阶段,即前期的挥发与裂解和最后焦炭的燃烧过程.提高升温速率使氮气气氛中生物油样品的初始失重温度、失重峰值温度及对应的最大失重速率均有所增大,且在较高升温速率(20℃min)下,较少含炭残余物形成.随升温速率升高,生物油着火温度提高,最终失重率无变化.最后根据热重数据对热解与燃烧各段反应进行了动力学拟合.     

O2/CO2/N2气氛下玉米秸秆混煤燃烧特性及动力学分析

以玉米秸秆和煤粉为原料,在不同原料配比,不同升温速率下,利用热重分析仪在模拟锅炉气氛下进行燃烧实验,采用Flynn-Wall-Ozawa法建立动力学模型,研究模拟锅炉气氛下玉米秸秆及其混煤燃烧的燃烧特性及其动力学,对比相同实验条件空气气氛下的燃烧工况结果表明,燃料的综合燃烧特性指数SN随升温速率的增大而成倍增长,因掺入煤粉的比例加倍而减半;随着掺混煤比例的增大,失重速率(DTG)曲线上固定碳燃烧阶段逐渐分化为2个失重峰,模拟锅炉气氛下分化现象更为明显;煤粉的掺入会使燃烧过程所需表观活化能波动增大。     

Interactions and kinetic analysis of oil shale semi-coke with cornstalk during co-combustion

The combustion experiments of oil shale semi-coke from Wang Qing retorts, cornstalk as well as their mixture were conducted under different heating rates using the thermogravimetric analyzer. The results showed that the advance ignition and burnout can be achieved when semi-coke was mixed with cornstalk. Derivative thermogravimetric curve of the experiment was compared with that of the calculated. The values of interaction index were solved. The interaction of mixture in the combustion process occurred mainly in 400–600 °C. It can be explained that the combustion of fixed carbon in cornstalk was delayed. The kinetics of combustion was studied for samples. The activation enthalpy, activation entropy and free energy of activation were analyzed by Kissinger–Akahira–Sunose equation and distributed activation energy model based on Eyring rate constant. The free energy of activation decreased with the addition of cornstalk proportion in the mixture. The results showed the feasibility using Johnson–Mehl–Avrami equation to simulate thermogravimetric curve. The representation of free energy of activation simulated agrees with that solved by Kissinger–Akahira–Sunose equation.     

几种常用木材热解(燃烧)后的烟气析出规律试验研究

在火灾可燃物热解与着火实验台上，对白桦、红皮云杉、蒙古栎、山杨、樟子松五种木材进行了热解燃烧试验，测定了各种木材在20～60kW／m^2辐射热流下的主要烟气成分，得到了在不同辐射热流下，各种木材的烟气析出规律，分析了辐射热流和样品密度对烟气析出过程的影响，探讨了样品表面温度、失重速率和烟气析出的内在联系。     

玉米秸秆成型燃料锅炉的设计与试验研究

根据玉米秸秆成型燃料特性，通过详细的热工计算及一定加工工艺研制出适合于玉米秸秆成型燃料燃烧的专用锅炉，这种锅炉采用双层炉排结构，具有消烟除尘作用。不但燃烧效率高，气体及固体不完全燃烧损失小，而且排烟中的烟尘质量浓度，氮氧化物及二氧化硫体积分数低，符合国家锅炉的污染物排放标准要求。     

不同升温速率脱脂餐厨垃圾燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法和Coats-Redfern积分法,对不同升温速率下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得出各试样的着火温度、燃尽温度及综合燃烧特性指数,并通过燃烧动力学分析得到各试样的活化能。实验结果表明,燃烧温度从室温升至1000℃时,脱脂餐厨垃圾燃烧过程可分为3个失重阶段:水分析出阶段、挥发分析出及燃烧阶段和固定碳燃烧阶段;升温速率对脱脂餐厨垃圾最大失重率以及燃烧特性指数等燃烧特性参数都有显著影响。根据Coats-Redfern积分法计算结果,脱脂餐厨垃圾在空气氛围下的燃烧反应不能单纯用一级反应来描述,低温和高温阶段的活化能分别为63.4~77.83 kJ/mol和78.63~94.58 kJ/mol。     

生物质与煤混燃灰熔融结渣特性的实验研究

通过对生物质燃料（锯末、玉米秸和麦秸）与煤混燃灰化学成分和熔融温度的测定,利用灰分的碱酸比B／A、硅比G、硅铝比S／A、积灰沾污特性指数Hw、磨损特性指数日。等判别指数对生物质纯燃、与煤混燃时的结渣、积灰和磨损特性进行了研究和分析。结果表明,生物质灰都具有结渣倾向,麦秸灰具有严重的积灰倾向,玉米秸灰和锯末灰有易积灰倾向。生物质灰的磨损倾向都较轻微。随着生物质与煤混燃比例的增加,结渣有加重趋势。灰中酸性氧化物和碱性氧化物的含量会直接影响灰的熔融温度。     

低氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学

采用热重分析仪研究了不同煤粉在烟气气氛下的燃烧特性,考虑了升温速率和氧气浓度对燃烧特性的影响。研究结果表明:低氧条件、高升温速率下,煤粉的TG、DTG曲线均向高温区靠近,燃烧速率变慢,燃尽时间增长;改变氧气浓度和升温速率对煤的着火温度影响不大,在一定氧浓度(5%~15%)范围内,高水分低阶煤采用烟气干燥输送的制粉系统,能满足其安全性要求;氧气浓度和升温速率主要对煤的燃烧阶段产生影响,随着升温速率的升高和氧浓度的降低,燃尽温度明显升高,且氧浓度对燃烧特征参数的影响大于升温速率的影响。此外,采用Coats-Redfern积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析。结果表明:氧气浓度和升温速率的变化均对活化能产生影响,且随着氧气浓度的降低,煤阶对活化能的影响逐渐减弱。     

陕西主要动力煤种燃烧特性的热天平研究

为了研究分析陕西主要煤种的燃烧特性,采用德国NETZSCH STA-409PC型热重分析仪分析了样品质量、升温速率、粒径对煤粉燃烧特性的影响。实验结果表明,随着粒径的减小,神木烟煤的燃烧性能先增强后变弱,粒径75～90μm左右燃烧特性最好。升温速率、样品质量对煤粉的燃烧特性也有影响。随着升温速率的提高,煤粉的着火温度升高,最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高;随着质量的增加,煤粉的着火温度略有降低,燃尽温度却逐渐增大,最大失重速率明显增大,放热效应的最大温度点逐渐增大,并且煤粉挥发分燃烧低温放热与固定碳燃烧高温放热有一定的分期。     

微通道壁面加热对甲烷空气预混火焰传播特性的影响

对于甲烷和空气预混合气在矩形微燃烧室内的燃烧过程,采用加热片加热,对比分析了在外部加热时,有无隔板对燃烧稳定性的影响,并分析了不同加热温度下隔板式燃烧室内火焰传播特性。实验结果表示,随着加热温度的提升,隔板型燃烧室稳定燃烧区域不断增大；加热温度高于600K,隔板型燃烧室的火焰吹熄极限有明显改善；高温加热利于提高隔板型燃烧室在较大流量情况下燃烧的稳定性。相较于单通道燃烧室,外部加热对隔板型燃烧室燃烧稳定性的改善更加明显。