烟煤与生物质混烧基础实验分析

在给料方式为下部进料的美国Harman热风炉内进行了烟煤煤棒和生物质棒的燃烧实验,通过燃烧效果和污染物排放情况的特性对比,考察了两种燃料的优缺点;将不同比例的烟煤和生物质的混合样品在Netzsch热重分析仪中进行燃烧动力学分析;结果表明,生物质燃料的烟尘排放指标高于烟煤煤棒,二者的优缺点可以互补,烟煤中掺烧生物质可以提高燃烧效率,混合燃烧降低了反应活化能,着火温度和燃尽温度均前移;生物质燃料和烟煤按照合理配比混烧,可提高两种燃料的清洁高效利用水平。     

低质烟煤的燃烧特性研究

本文采用热重法对四种低烟煤的燃烧过程进行了实验研究，探讨了影响低质烟煤燃烧过程的因素，并由这四种劣质烟煤的微分热重曲线计算了它们的反应动力学参数，其计算结果与实验结果拟合较好。     

果壳生物质燃烧特性与动力学分析

为充分利用果壳生物质废弃物,采用热重分析对油茶壳、核桃壳、澳洲坚果壳进行了燃烧实验研究,考察了不同升温速率下3种果壳生物质的燃烧特性及动力学参数。结果表明：3种果壳生物质燃烧特性不同,但燃烧特性参数均随升温速率升高而增大;随着升温速率的增加,着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、平均燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;10℃/min时,油茶壳、核桃壳、澳洲坚果壳综合燃烧特性指数分别为0.56×10^-7、1.18×10^-7、0.88×10^-7;3种果壳生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数（R²）均达0.93以上,低温阶段活化能为30.40~52.41 kJ/mol,高温阶段活化能为18.49~40.62 kJ/mol,低温阶段活化能均大于高温阶段。     

煤与生物质混合燃烧特性实验研究

生物质能是清洁的可再生能源.本文通过热分析技术,对无烟煤、玉米秸杆与废弃加工木屑两种生物质及其混合物的燃烧特性进行了实验研究.结果表明,纯煤与纯生物质在燃烧过程中表现出不同的特性,且随着生物质加入量的不同,使煤的着火性能得到不同程度的改善,并改善了煤燃烧放热的分布.混合燃烧对煤的燃烬性能几乎没有影响.     

生物质型煤燃烧特性的研究

笔者对型煤的工艺、燃烧机理进行了分析，同时通过试验得出了影响生物质型煤燃烧速度的主要因素。为生物质型煤工业锅炉和民用炉具的设计提供了理论依据。     

低质烟煤的燃烧特性的研究

本文采用热重法对四种低质烟煤的燃烧过程进行了实验研究，探讨了影响低质烟煤燃烧过程的因素。     

生物质型煤燃烧机理分析和燃烧速度试验研究

提出生物质型煤层燃方式的静态渗透式扩散燃烧机理,通过试验得出生物质型煤燃烧速度影响因素的规律性,为生物质型燃燃烧控制技术、工业锅炉设计提供有价值的依据。     

水稻秸秆与煤粉混合燃烧特性及动力学

采用热重分析法研究了水稻秸秆(RS)、煤粉(PC)及两者不同掺混比的混合物在不同升温速率下(10, 20, 40℃/min)从室温升至1000℃的燃烧特性,用Kissinger?Akahira?Sunose (KAS)法和Flynn?Wall?Ozawa (FWO)法计算了燃烧过程中的活化能。结果表明,失重速率(DTG)曲线中RS比PC多一个失重峰,且残余质量低。随升温速率增加,所有样品DTG曲线均向高温偏移,产生热滞后现象。RS和PC在混合燃烧过程中存在协同效应,且高温区域内更显著。PC掺混比例为50wt%时,混合物平均活化能的计算值较低,仅为76.0 kJ/mol (KAS)和83.2 kJ/mol (FWO)。     

污泥生物质混合燃料燃烧特性分析

能源危机和环境问题加速了环境友好、可再生替代能源的发展.使用热重分析方法对北方常见5种农业废弃生物质、污泥以及玉米秸秆和污泥混合燃料的燃烧特性进行了研究,并考察了混合燃料各组分间相互作用.结果表明:5种生物质燃料中玉米秸秆燃烧特性最好,污泥燃烧性能明显低于生物质;混合燃料燃烧时,分阶段展现出玉米秸秆和污泥的燃烧特性;随...     

Evaluation of intrinsic kinetic parameters of coal combustion

A method for evaluating the intrinsic kinetic parameters of coal combustion is presented. The method is based on the theory of diffusion and chemical reactions in porous particles. The intrinsic activation energies evaluated for bituminous coal and chars are in the range 137–204 kJ mol^?1.     

烟煤与无烟煤混合煤粉燃烧过程的动力学研究

利用热重分析(TGA)方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响。结果表明:煤粉燃烧主要由3个阶段组成,烟煤配加量和升温速率对燃烧过程有重要影响,随着烟煤配加量的增加,燃烧DTG曲线向低温区移动;实验所用煤种中的主要矿物元素是Si,Ca,Al,Fe,S,P,其中Mg,Zn,K,Na,Cl等含量较低,这些元素主要以氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和磷酸盐等形态存在,在低温燃烧过程中,矿物质挥发损失量对煤粉燃烧率的影响较小。采用非等温模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO)对主要燃烧过程进行动力学分析,当烟煤配加量从0增加到100%时,煤粉燃烧活化能从133.94 kJ/mol降低到78.03 kJ/mol,且烟煤的配加量低于60%时,能够显著降低煤粉燃烧的活化能。     

烟煤化学链反应特性及机理分析

在固定床反应器中添加铁基载氧体Fe4Al6和铜基载氧体Cu4Al6,进行巨野(JY)烟煤化学链燃烧实验,通过气相色谱(GC)、红外光谱(FT-IR)等分析了JY煤化学链反应特性及表面官能团演变规律。结果表明,相对于Al2O3,Fe4Al6或Cu4Al6为床料时,JY煤中CO2含量分别提高了52.25%和59.16%,最大碳转化速率分别提高了8.93%和30.36%,Cu4Al6反应效果更好。添加Cu4Al6后,JY煤表面官能团演变进程加快,Cu4Al6对脂肪烃结构、芳香碳骨架和芳香族CH的转化均有明显促进作用。煤中脂肪烃?CH3和?CH2稳定性低、反应速率快,是化学链燃烧初期气相产物主要来源;芳香碳骨架和芳香族?CH稳定性高、反应活性低,反应速率较缓慢,是化学链燃烧中后期气相产物主要来源。     

生物质—煤混合燃烧SO2排放特性研究

在自行研制的小型循环流化床试验台上,对生物质与褐煤混合燃烧烟气中SO2排放状况进行了研究。试验选取四种不同生物质(葵花秸秆、玉米秸秆、沙柳枝条、柳树枝条)与褐煤混合,在不同生物质种类、掺混比例和床温试验条件下测定了燃烧烟气中SO2析出状况;结果表明:掺混不同生物质,SO2析出程度存在明显差异;生物质掺混比例越高,SO2排放量越小;本文所选床温范围内,随着温度的升高,SO2排放量逐渐增大。     

Combustion behaviour of bituminous and anthracite coal char between 425 and 900 °C

The combustion behaviour of bituminous and anthracite coal char has been studied for temperatures ranging from 425 to 900 °C. The combustion reaction was carried out in a thermogravimetric analyser at 1 atm. A wide range of oxygen partial pressures, from 5×10^?4 to 10^?1 MPa was used. For bituminous char, below 600 °C the intrinsic reaction order and activation energy are 0.75 and 29.0 kcal gmol^?1, respectively, while above 650 °C, the intrinsic reaction order and activation energy are 0.3 and 45.2 kcal gmol^?1. For anthracite char, below 600 °C the intrinsic reaction order and activation energy are 0.9 and 32.8 kcal gmol^?1, while above 650 °C, the intrinsic reaction order and activation energy are 0.3 and 43.6 kcal gmol^?1. The changes in the reaction order and activation energy in the temperature ranges above and below 600 °C imply that the dominant reaction mechanism is different for these two temperature ranges.     

生物质与烟煤程序升温共热解产物特性分析

研究了富含半纤维素的玉米芯(CB)和富含木质素的松木屑(SD)分别与烟煤(YL)程序升温共热解产物产率和组成变化规律,并对焦油族组成进行分析。结果表明:生物质与煤共热解造成热解产物组成和产率显著变化,且其变化程度与生物质的组成和结构有关。对于富含纤维素的玉米芯与烟煤共热解过程,玉米芯质量掺混质量比为75%时,共热解气体产率减小18.87%,其中CO2产率减少29.15%,而热解水产率增加16.77%。由于半焦和玉米芯中碱/碱土金属,尤其是K对焦油中重质组分裂解具有催化作用,共热解焦油中沥青质产率减小43.40%,而极性组分增加63.21%。与富含半纤维素类的玉米芯不同,富含木质素的松木屑与烟煤共热解造成气体和焦油产率增加,而半焦和热解水产率略有减小,气体中CO2和CO略有增加。松木屑中活性H的转移作用,造成共热解焦油中脂肪烃产率增加,极性组分产率减少。松木屑掺混质量比为50%时,脂肪烃增加89.30%,而极性组分减小17.40%。     

超细与常规煤粉燃烧动力学特性及计算分析

采用热重-差热分析仪研究了元宝山褐煤与大同烟煤2个煤种常规粒度与超细粒度各4个煤样的燃烧特性,其升温速率均为30 ℃•min^-1、所用气体为纯O₂、气体流量均为80 ml•min^-1.根据试验数据计算了各试验煤样的综合燃烧特性指数和高、低温度段的燃烧动力学参数,用重量加权平均法计算了各煤样的平均表观活化能,重点讨论了常规粒度与超细粒度煤粉的燃烧特性的差异.     

The macromolecular nature of bituminous coal

Considerable insight into the macromolecular state of coal has been obtained by examining the optical anisotropy of untreated solvent-swollen, and chemically derivatized thin sections of coal. From the effect of pressure on the optical anisotropy, and from the rate and degree of recovery after release of pressure, it was found possible to determine whether the coal is in a plastic or rubbery state, whether a rubbery state is cross-linked and how mobile the macromolecular chain segments are. The experimental technique utilized for this work was transmission optical microscopy in polarized light of uncontaminated thin sections of vitrinite from a bituminous coal. The study included in-situ microscopic examination of swollen coal immersed in pyridine, THF, toluene and several other solvents. Some samples were O-methylated to assess the impact of hydrogen bonding. New results and conclusions derived from this study include: (1) the vitrinite of raw bituminous coal is a plastic macromolecular substance; (2) coal swollen in pyridine (and some other ‘specific’ solvents) is a cross-linked rubber and its macromolecular chain segments have substantial mobility; (3) when pyridine-extracted coal dries, it reverts to a plastic; (4) the large discrepancies previously found between values of M_c (molecular weight between crosslinks) measured by solvent-swelling and by stress-strain techniques is caused by differences in secondary interactions; (5) various solvents can, by their effect on secondary interactions, create appreciably different macromolecular structures in the coal; (6) different solvents, depending on their effect on secondary interactions in the coal, can be expected to extract chemically different molecules from a coal - rates of extraction and the ability of solvents to extract larger molecules should also differ; (7) O-methylated coal is a plastic, and thus, in addition to hydrogen bonding, other secondary interactions are of great importance; (8) it is likely that in their dry condition, solvent-treated coal and O-alkylated coal, as well as untreated coal, are in glassy states; (9) pyridine by itself appears to relax substantially all secondary interactions which are weakened by O-methylation, only permanent bonds are not relaxed; (10) previous measurements of M_c can now be reassessed in view of these results.     

两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格,NOx控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NOx排放控制技术,富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业,然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NOx减排效果,笔者以神府烟煤作为燃料,利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况,采用热态试验方法,研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NOx排放特性,并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NOx排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比(以主燃区过量氧气系数表示)、二次风氧浓度等关键因素对NOx排放的影响。结果表明:富氧空气分级燃烧的NOx排放显著低于单级供风燃烧,同时也低于空气分级燃烧的NOx排放。主燃区温度为1 300~1 500℃时,富氧空气分级燃烧的NOx排放减少比例比分级配风燃烧提高了6~12个百分点;富氧空气分级燃烧条件下,随主燃区温度升高,煤粉燃烧更加充分,燃料中N元素分解成NHi、HCN等大量中间产物,使主燃区气氛的还原性增强,被还原的NOx比例增加。因此,NOx排放降低且NOx排放减少比例呈现上升趋势;富氧空气分级燃烧的二次风配比对NOx排放具有显著影响,随着主燃区过量氧气系数的升高,NOx排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比,使NOx排放浓度最低。主燃区温度为1 300℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.58;主燃区温度为1 500℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.55;在主燃区过量空气系数给定的条件下,提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间,并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境,促进煤粉充分燃烧,从而增强主燃区气氛的还原性,降低NOx的生成。因此,当二次风氧浓度为21%~31%时,NOx排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高,NOx排放的降低趋势逐渐放缓。