热解温度对神府煤热解与气化特性的影响

采用大容量加压热重分析仪研究了不同热解温度(500, 650, 800 和1 000 ℃)与压力(常压、3 MPa)下神府煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪等分析仪器对所得煤焦的物化特性进行了详细分析。发现高温有利于挥发分的析出,使得煤焦产量快速降低;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,同时煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的孔隙表面积和孔容随热解终温的升高先增大后减小,在800 ℃(常压)和650 ℃ (3MPa)取得最小值。热解温度和压力对煤焦的气化活性也有显著的影响。采用常压热重分析仪在1000 ℃下分析了煤焦的CO2等温气化特性。常压热解焦的CO2等温气化活性随温度升高而降低,而加压热解得到的焦有不同的趋势,说明压力和温度对煤粉热解和气化的影响有一定交互作用。     

粒径对无烟煤燃烧特性影响的热重试验研究

煤粉粒径对煤粉的燃烧特性影响很大,为此,采用德国NETZSCH公司生产的STA 449C型综合热分析仪,在升温速度为40℃/min、试验煤样的质量基本相同以及其它试验条件相同的情况下,对两种无烟煤各4种不同粒径的煤样从着火特性、燃尽特性以及综合燃烧特性方面进行了分析。试验结果表明:随着煤粉粒径的减小,两种煤样的着火温度和燃尽温度均有下降的趋势,但变化过程不尽相同;随着煤粉粒径的减小,煤样的综合燃烧特性指数S有增大的趋势,煤样的燃烧特性有明显的改善,其中无烟煤挥发分含量的高低对S随粒径的变化程度影响很大。     

煤粉粒径对燃烧特性影响的试验研究

对4种不同粒径的冷水江煤和郑州矿物局贫瘦煤在升温速率均为20℃/min、气体流量为65mL/min的试验条件下进行了热重试验。结果表明:随着煤粉粒径的减小,最大燃烧速率出现得更早,着火提前;着火温度降低,燃尽温度也随之降低;煤粉活化能减小,煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高,燃烧特性得到改善。     

煤粉密度对煤质及其燃烧特性的影响

利用重液沉浮分离方法将一种烟煤分成6个不同密度段的煤样.通过对各密度段的煤样进行工业分析、元素分析和热重分析,研究了煤粉密度对煤质及其燃烧特性的影响.结果表明:随着煤粉密度的增加,挥发分和固定碳的含量逐渐减少,灰分含量逐渐增加;煤中元素C和N的含量也随着密度的增加而逐渐减小;随着密度的增加,煤粉的着火温度、固定碳着火温度降低,煤粉最大燃烧速率和反应放热峰值及其对应的温度降低;中等密度煤粉的燃烧反应性要优于高密度和低密度煤粉.     

超细化煤粉表面形态分形特征

该文将合山、晋城煤分别制成4种不同粒度的常规煤粉与超细化煤粉进行了试验研究。采用英国Malvern公司的。MAM5004型激光粒度分析仪测定合山煤、晋城煤各4种不同粒径煤样的粒度分布。采用美国：Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定煤样的比表面积和孔隙。采用美国LECO公司的CHN600型元素分析与，MAC-500型工业分析仪测定的工业分析与元素分析数据。运用分形理论和等温吸附理论及燃烧原理，分析煤粉颗粒粒度对其表面结构：比表面积，孔容积，孔径分布及其燃烧特性的影响。试验研究与理论分析表明，随着煤粉粒径的减小，煤粉颗粒的孔隙中小孔的数目增多，平均孔径减小，吸附量与吸附表面积增大，表面结构复杂，表面分形维数增高，有利于煤粉颗粒的燃烧。煤颗粒的表面分形维数能很好地反映煤粉颗粒的物理结构特性，并进一步提供有效的煤粉颗粒燃烧特性信息。超细化煤粉具有复杂的表面结构和高的表面分形维数，通过超细化改变煤粉的物理结构，完善燃烧特性，证明超细化煤粉燃烧是一种具有发展潜力与前途的煤粉燃烧新技术。     

超细化煤粉在热解条件下氮的迁移特性试验研究

采用DTG(热重/差热分析仪)和GC-MS(气相色谱质谱联用仪)对鹤岗、铁法、准噶尔煤超细化煤粉进行热解试验,研究试验条件对氮氧化物的前驱物NH3、HCN和NO的影响。结果表明粒径小于20μm的超细煤粉含氮气体的释放量最少,而中等粒径的煤粉(30~40μm)氮化物的排放总量最大,50μm以上粒径煤粉居中;同一煤种不同粒径的煤样在热解过程中HCN的释放规律较为接近,分别在300~600℃温度范围和1000~1200℃温度范围内出现最大析出峰;随升温速率增加含氮气体的产物分布产生滞后现象;煤种对不同粒径范围的煤样含氮气体释放的影响不同,当粒径在0~10μm范围内,热解过程含氮气体释放量不与煤中含氮量成正相关,而在中等粒径范围(30~40μm范围内)则相反。     

O_2/CO_2气氛下煤/生物质混燃特性实验研究

采用热重分析仪分别研究了不同煤种(烟煤、贫煤、无烟煤)与生物质(稻壳)的混燃特性,分析了燃烧气氛(O_2/CO_2、O_2/N_2)、生物质掺混比例、氧体积分数对煤与生物质混燃的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:1)在O_2/CO_2与O_2/N_2气氛下,煤与生物质混燃的失重变化趋势相似;但在O_2/CO_2气氛下,煤与生物质混燃的失重速率和固定碳燃烧反应活化能均低于O_2/N_2气氛,综合燃烧特性较O_2/N_2气氛差;2)掺混生物质可以改善单煤的燃烧特性,相比于单煤,煤与生物质混燃的着火温度和燃尽温度降低,煤粉的燃烧特性有所改善;3)随着生物质掺混比例的增加,煤与生物质混燃特性进一步得到改善;4)氧体积分数提高,煤与生物质的混燃速率增大,其着火和燃尽温度降低,综合燃烧特性改善,但在煤的固定碳燃烧阶段,燃烧反应活化能和指前因子增大;5)在煤的固定碳最大燃烧速率对应温度附近,混合燃料反应活化能小于单煤燃烧反应活化能,随着生物质掺混比例的增加,混合燃料反应活化能进一步减小。     

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。     

CO_2气氛影响烟煤流化床热解特性的实验研究

为了考察不同浓度的CO_2气氛对煤热解特性的影响,该文以陕西榆林烟煤为研究对象,在小型鼓泡流化床上开展实验研究。考察了CO_2气氛浓度对半焦、焦油、热解水和热解气体产物产率的影响。另外以600℃为例,考察了CO_2气氛对焦油组分、半焦表面官能团、半焦孔隙结构、元素组成和燃烧特性的影响。各温度下,热解产物半焦产率随CO_2浓度的提高而降低,在较高温度下(700和800℃)降低作用更明显。当CO_2浓度较低(10%)时,焦油产率受其影响不大,继续提高CO_2浓度时焦油产率有所提高而热解水产率受CO_2浓度的影响较小。热解气中CH_4产率随CO_2浓度的提高而提高,CO产率受CO_2浓度影响在800℃下最为明显。CO_2浓度越高H_2产率越低,C2~C3气体产率越高。提高CO_2浓度能减少焦油中重质组分相对含量,增加酚类的相对含量。半焦表面官能团中,CO_2浓度的提高抑制了羰基分解成CO_2,—OH伸缩特征峰随CO_2浓度的提高而减弱。半焦热重燃烧特性实验表明,随着CO_2浓度的提高,半焦的着火温度、最大燃烧速率对应温度以及燃尽温度都有所降低,而较高浓度(40%)下这一作用有所减弱。     

大同烟煤增压富氧燃烧的热重实验研究

利用TherMax500型加压热天平研究了大同烟煤在增压富氧条件下的燃烧行为,主要考察压力对其燃烧特性的影响。实验结果表明,煤粉常压时的非均相着火,在中低压力下转变成均相着火,当压力增加到4 MPa后又逐渐向非均相着火过渡,并在6 MPa时完全转变成非均相着火。在均相燃烧时,随着压力的升高,挥发分燃烧速率逐渐加快,煤粉热解程度逐步加深。由于不同压力下着火方式的改变,煤粉的着火温度及燃尽温度并非随着压力的增加而单调变化,因而导致煤粉的综合燃烧特性指数S随着压力的增加先升高后降低。     

粉煤颗粒粒度对燃烧特性影响热分析

采用德国Netzsch公司生产的STA 409C型热天平研究了合山与晋城2个煤种各4个不同粒度的煤样的燃烧行为，其升温速率均为20℃／min，所用气体为O2，气体流量均为70ml/min，煤样的颗粒粒度由英国Malvern公司的MAM5004激光粒度分析仪测定，煤样的比表面积由美国Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定，根据实验数据计算了各试验煤样在高，低温度段的燃烧动力学参数：表观活化能与频率因子，用重量加权平均法计算了各煤样的平均表观活化能，并研究了煤样的比表面积与平均表观活化能的关系，结果表明：随着粒径的减小，BET比表面积越大，煤粉燃烧热重曲线的分界更明显，最大燃烧速率出现得越早，活化能越小，着火温度降低，着火提前，煤粉的燃烧特性随粒径减小而得到改善。     

热解过程中棕榈壳焦的物化结构演变特性

该文主要对生物质热解过程中焦炭物化结构的演变特性与转化机理进行分析研究。在固定床反应器上,以棕榈壳为样品,热解终温从300~1 000 ℃下制得焦炭,采用比表面积和孔径分析仪与傅里叶红外光谱仪等用对不同温度下所得焦炭的物化结构进行深入分析。研究发现煤焦的表面孔隙结构的形成和丰富主要集中在400~600 ℃,随着碳化温度的升高,孔面积先增大后减小,在约600 ℃有较高的比表面积;棕榈壳焦内的有机官能团(C＝O,C-C,C-H,C-O 和 OH等)的断裂和缩合也主要发生在中低温度段,同时固体焦内,碳的含量逐渐增加,而氢元素的含量逐渐减少。     

不同细度煤粉燃烧特性的实验研究

对平三煤和大友煤,采用热重分析仪和一维沉降炉试验分析不同煤粉细度下煤样的燃烧特性,并利用热重试验结果建立燃烧反应模型,结果表明：煤粉细度越小,表观活化能越低,着火温度降低,煤粉的燃烧特性越好,平三煤在煤粉细度为15％-20％时的燃烧特性变化不大。     

煤粉在富氧条件下燃烧特性的实验研究

燃烧煤粉的锅炉在其点火和低负荷稳定运行时，需消耗大量的燃料油，因此有必要寻找更经济实用的解决办法。研究煤粉在富氧条件下的燃烧特性，不论对煤粉局部富氧的助燃还是煤粉的富氧点火技术都具有重要意义。该文采用德国Netzsch公司生产的STA 409C型热天平研究了神木煤和蒲白煤3个不同粒度下的煤样在不同体积氧浓度下（20％、30％、40％、60％、100％）的燃烧行为。实验结果表明，随着氧浓度的增大，煤样燃烧分布曲线向低温区移动，煤样的着火温度及燃尽温度均呈下降趋势，着火时间提前且燃烧时间缩短，煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高，并且，随煤粉粒径的增大，综合燃烧特性的改善更加明显。     

不同粒度煤粉颗粒元素含量变化特性研究

长期以来，一些学者结合煤粉颗粒粒度分布、煤粉工业分析，在煤粉颗粒粒度与煤的着火、燃烧及燃尽特性等方面作了不少研究。但对煤粉在不同粒度下煤中元素组成变化的影响研究还不够。煤在送入磨煤机粉碎过程中，由于煤的粒度减小，煤粉被磨细，煤中的矿物质会解离出来，因此煤粉在不同粒度下的元素含量、煤粉中组分及其物理特性会有很大变化。文中采用德国元素分析系统公司的VARIO EL III元素分析仪测量不同煤粉在不同粒度下的元素组成，对邢台和阳泉电厂用煤各4种不同粒径下的煤粉进行了实验研究。结果表明煤粉颗粒粒度对煤粉中不同组分特性有很大的影响，并从而影响煤粉中元素的百分含量。文中还进一步推断了这两种煤的硫元素存在形态和矿物质特性。     

含孔隙结构变化的煤热解模型

建立了一个包含孔隙结构变化的煤热解模型,模型考虑了热解时的化学反应、分形孔隙扩散和煤粉颗粒孔隙结构的变化,能同时预测挥发分的生成和孔隙结构变化。实验验证模型的正确性之后,应用模型研究了官能团含量、粒径和终温对热解的影响。结果表明,官能团含量高的煤种在热解时发生更大的膨胀和收缩。随着粒径的增大,挥发分产量下降,煤粉颗粒的膨胀和收缩减小。粒径对烟煤和无烟煤最终煤焦孔隙的影响规律相反。随着热解终温的上升,挥发分产量上升,颗粒的膨胀先增大后略微减小,最终煤焦的孔隙参数先增大后减小。     

生物质与煤混合的热解特性研究

利用热重分析仪研究了生物质麦杆与煤混合的热解特性。实验发现,生物质的掺混能改善煤的热解特性。随着掺混比例的增大,混合燃料热解的挥发分初始析出温度会降低,最大热解速率增大,而最大热解速率对应的温度下降,挥发分释放变得更加集中,挥发分释放特性指数值变大。在热解过程中,麦秆与煤并没有发生明显的协同作用。     

废轮胎胶粉与煤混烧的热重分析

采用热重分析法(TGA)对胶粉、煤粉及胶粉与煤混合物燃烧特性进行分析, 研究煤粉与胶粉混合比例对混合燃料着火特性和燃尽特性的影响规律。结果表明: 胶粉的燃烧特性与煤的燃烧有较大的区别, 高灰分煤的燃烧主要受固定碳燃烧控制; 而胶粉在燃烧过程中, 其高挥发分的析出和燃烧起主要作用。与煤粉相比, 掺10%、30%和50%的胶粉后燃料的着火温度分别降低8、30℃和80℃, 且促进了燃料的燃烧速率, 这主要是由于胶粉含大量挥发分且在较低温度下即可明显析出和燃烧的结果, 胶粉与煤的混烧有利于改善高灰分煤的着火和燃尽特性。     

劣质煤掺混城市生活污泥混烧特性的实验研究

采用热重分析法研究了污泥掺混比、煤粒径大小对劣质煤掺混城市生活污泥燃烧特性的影响,并对混烧动力学参数进行了计算分析。结果表明:当污泥掺混比较小时,混烧性能得到改善,各特征参数提高。煤粒径减小导致挥发分析出提前,最大失重速率增加且对应温度降低。污泥掺混比增加,活化能和频率因子均减小;煤粒径减小,活化能减小,频率因子增大。     

典型煤种加压热解与气化实验研究

为了解压力对煤粉颗粒热解特性与固体煤焦的气化活性的影响，及其与煤粉颗粒特性的关联关系，采用加压热重分析仪在常压和3MPa下分析了4种我国典型工业用煤的热解失重特性，同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析，并采用常压热分析仪比较了所得煤焦的CO2气化特性。结果显示高压不利于煤颗粒的热解，增加了煤焦的产量，而煤焦中H元素的含量明显降低；煤焦的气化活性也有明显降低。压力对不同煤种的影响因煤特性而异，褐煤焦的比表面积明显减少，而烟煤、无烟煤与贫煤的比表面积却有所增加，进而对煤焦气化特性的影响也有明显不同。