油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

内蒙古褐煤热解半焦燃烧特性研究

为实现内蒙古乌拉盖褐煤的高效利用,以粒度小于6 mm乌拉盖褐煤为原料,用马弗炉模拟工业炭化炉热解条件,制取了乌拉盖褐煤中低温热解半焦,测定了热解半焦的工业分析、发热量、哈氏可磨性指数,分析了半焦的燃烧动力学,研究了热解条件与半焦燃烧特性之间的关系。结果表明:热解终温对乌拉盖褐煤热解半焦燃烧特性影响最大,升温速率和保温时间对半焦燃烧特性影响不显著。乌拉盖褐煤热解半焦反应活化能随热解终温、保温时间的升高而增加,燃烧特性指数随热解终温、保温时间的升高而降低。热解终温为600℃时产生的半焦具有最高发热量24.50 MJ/kg,比原煤提高77%;燃烧特性指数最高为1.4×10-7%2/(min2·℃3),适宜燃料比为7~9,是很好的燃料。     

废轮胎热解动力学分析

在热重分析TG／DTG实验基础上,建立了废轮胎热解的动力学模型,通过分析计算得到了热解反应的活化能和前指因子等参数,并用积分法确定了废轮胎在低温与高温两个阶段的热解失重速率函数f（a）的函数表达式,即低温阶段（〈396．3℃）：f（a）=3/2（1＋a）2/3[（1＋a）1/3]-1高温阶段（〉396．3℃）：f（a）...     

煤热解/气化半焦燃烧特性的研究

煤部分气化技术是洁净煤技术的一个重要研究方向,而气化后的半焦的利用问题是当今的一个研究热点。本文研究了在小型流化床试验台上热解/气化后半焦的孔隙特性,并在该小型流化床试验台上研究了不同气氛下制得的半焦的燃烧特性。实验结果显示:半焦燃烧后其大颗粒的灰渣较少,粒度在0.6~1.0 cm之间的最多,这非常有利于灰渣的综合利用;其次,半焦燃烧过程中污染物的排放量非常低,因此煤部分气化集成半焦燃烧技术是一种非常有发展前景的洁净煤技术。     

生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究

为开拓低阶粉煤资源高效分质利用途径,在前期制备的能满足直立炉热解要求的生物质型煤的基础上,利用同步热分析仪研究了生物质型煤热解半焦的燃烧性能,并与原煤、原煤半焦及型煤的燃烧性能进行了对比,考察了热解温度对半焦燃烧性能的影响规律。由结果可知,生物质型煤热解半焦的燃烧特征温度低于原煤半焦;随热解温度的升高,原煤半焦的燃烧特征温度呈线性增加,而型煤半焦燃烧特征温度的增加幅度较小;在热解温度较高时,型煤半焦的燃尽性能较好;型煤半焦的综合燃烧特性略差于相同热解温度的原煤半焦,但差别很小。热解温度为650℃的型煤半焦具有最好的燃尽性能和综合燃烧特性。     

生物质热解半焦燃烧特性的实验研究

鉴于目前针对生物质热解半焦燃烧特性的研究较少,以稻壳、松木屑和玉米秸秆为原料,利用自行搭建的固定床热解实验台,在300、400、500、600℃的热解温度下制备了以上3种生物质的半焦,同时采用TG-DTG热分析联用技术,研究热解终温、粒径、升温速率和生物质种类对生物质热解半焦燃烧特性的影响。结果表明:热解终温越高,半焦的燃烧性能越差;同一种半焦,粒径越小越有利于其着火与燃尽;升温速率为50℃/min时,燃烧性能达到最佳;不同生物质种类制得的半焦燃烧性能差异很大。     

神府粉煤热解动力学及产物半焦研究

通过TG/DTG热分析仪,对不同升温速率下神府粉煤热解特性进行实验研究,利用扫描电镜(SEM)对不同升温速率下的产物半焦进行外貌表征,将粉煤热解过程分为三段,分别建立一级动力学模型。结果表明,随着升温速率的增加,粉煤热解失重率降低,当升温速率由10℃/min升高到30℃/min时,热解失重率由37. 0%降低到23. 02%;产物半焦具有丰富的孔隙结构,升温速率越大,热解产物半焦的孔径越大,且排列趋于规则化;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

神府粉煤热解动力学及产物半焦研究

通过TG/DTG热分析仪,对不同升温速率下神府粉煤热解特性进行实验研究,利用扫描电镜(SEM)对不同升温速率下的产物半焦进行外貌表征,将粉煤热解过程分为三段,分别建立一级动力学模型。结果表明,随着升温速率的增加,粉煤热解失重率降低,当升温速率由10℃/min升高到30℃/min时,热解失重率由37. 0%降低到23. 02%;产物半焦具有丰富的孔隙结构,升温速率越大,热解产物半焦的孔径越大,且排列趋于规则化;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

废轮胎热解动力学多胶体优化模型

在废轮胎热解动力学多步模型和多胶体模型基础上建立废轮胎热解动力学多胶体优化模型,并以废轮胎胶粒热解试验数据作为热解动力学模型的计算样本数据进行模拟计算.结果表明,轮胎配方多胶体优化模型计算相对误差在30%以下,与多胶体模型相比明显减小,证明多胶体优化模型是有效的.     

煤焦的燃烧特性和动力学模型研究

对煤燃烧基础研究的最新进展情况进行了综述,重点介绍了有关煤焦燃烧特性研究、其常用的研究方法及燃烧动力学模型的发展状况,并提出了以煤部分气化、部分燃烧集成优化的煤分级利用的研究方向。     

废轮胎与配煤共焦化产物收率研究

利用2kg级模拟工业高温焦化装置进行废轮胎与煤共焦化实验,考察了共焦化产物分布及产物收率受废轮胎橡胶变化的影响．结果表明,煤与废轮胎共焦化时存在“协同效应”,该效应具有明显的增气、增油和降低热解水的作用．当废轮胎配比为1％～7％时,焦炭收率随配比增加而降低,焦油收率呈增加趋势;与原煤单独炼焦相比,焦炭收率最多减少2．27%,焦油增加幅度至少是焦油总量的3．3％．用小颗粒度废轮胎可提高冶金焦率,当废轮胎颗粒度为D〈0．20mm时,冶金焦率增加幅度至少是原煤单独炼焦的3．6％．在废轮胎粒度D〈0．20mm,配比为3％时共焦化,可得到最大冶金焦率,并使焦油收率有所提高．     

用热重技术研究煤焦的燃烧特性

本文评述了热重技术在煤焦燃烧特性研究方面的发展，分析了不同研究者提出的反应性概念、动力学处理方法及研究结果，指出了煤焦燃烧领域的研究方向。     

神木煤显微组分半焦燃烧特性

引　言煤是由许多有机显微组分和少量矿物质组成的有机岩石 ,煤的岩相显微组成是确定煤类型的重要特征 ,因此在研究煤的反应性时应同时考虑到煤的岩相显微组成才能得到较为符合实际的结果 .近年来 ,对显微组分热解半焦燃烧反应性的研究已有报道[1～ 4 ] .Ｋａｎｄｉｙｏｔｉ等[5] 对南非煤的研究结果表明 ,在 70 0℃下所得热解半焦的燃烧反应性随镜质组(Ｖｉｔｒｉｎｉｔｅ)含量的增加而升高 ,随丝质组 (Ｆｕｓｉｎｉｔｅ)含量的增加而降低 .但对同一煤种 ,在 15 0 0℃所得热解半焦的燃烧反应性正好相反 .而对南非煤(87%Ｃ ,ｄａｆ) ,随丝质…     

典型煤碳燃烧特性研究和数值模拟

本文以三种典型煤的碳燃烧为研究对象，分别采用简单一维沉降燃烧方式和等温加热燃烧方式，实验研究了煤在快速加热条件下，其碳的初期和中，后期燃烧过程。以实验为基础，建立了煤的碳燃烧模型，变工况数值模拟了煤的碳燃烧过程，揭示了煤不同条件下的单颗粒碳燃烧特性。     

DAEM和Coats-Redfern积分法研究煤半焦燃烧动力学的比较

利用恒温和程序升温热重技术研究了神木煤半焦的燃烧动力学,采用DAEM（分布活化能模型）和Coats-Redfern积分法对其进行了动力学分析,比较了二者在处理程序升温半焦燃烧反应动力学的差异,同时还对恒温及程序升温的燃烧动力学进行了分析.结果表明,在恒温燃烧和程序升温燃烧过程中,随着燃烧反应的进行,比燃烧速率逐渐增加,所得半焦燃烧的活化能有不同的变化趋势.DAEM和Coats-Redfern 积分法因所用方法的不同而使结果有所差异.而恒温燃烧时由于所用燃烧温度较低,可以最大限度地消除外扩散的影响,使所得动力学参数更接近半焦燃烧的本征动力学参数.     

煤焦燃烧中氢氧化物生成因素的研究

在一固定床反应器上研究了3种煤焦在不同氧浓度、不同温度下燃烧时NO及N_2O生成特性,还研究了燃烧后气体停留时间对NO和N_2O生成的影响,以及NO的加入对N_2O对生成的影响.研究表明,煤焦燃烧中NO主要由氧气吸附于(-CN)基上形成(-CNO)基后而生成,而N_2O的生成机理则有3个,本文比较了这3个反应机理的相对重要性.     

矿物质对煤焦燃烧过程中NO释放规律的影响

在石英固定床反应器上研究了煤焦燃烧过程中矿物质在不同燃烧条件下对NO释放规律的影响.结果表明：煤中的矿物质对燃料氮转化为NO有显著的影响,其影响与矿物质的组成和燃烧条件有关,碱金属Na、K催化半焦氮的氧化在较低的温度下进行并降低半焦氮对于NO的转化率,而Ca、Fe在低温燃烧条件下增加NO的排放,高温时使NO的排放降低;矿物质惰质组分的存在使NO的排放增加;随着煤阶的升高,半焦的反应性降低,燃料氮对于NO的转化率增大;燃料氮的转化率随燃烧温度的升高而增加,但达到极大值后又趋于降低;矿物质对于NO排放量的影响决定于矿物质对于半焦氮的氧化以及半焦还原NO反应催化作用的相对大小.     

内在矿物质对煤焦燃烧特性影响的实验研究

以宁夏地区两种烟煤和两种无烟煤为原料,用浮沉方法得到灰分在40%左右的煤粉,然后在马弗炉900 ℃制焦,再用HCl-HF酸制取脱灰焦.通过比较煤焦脱灰前后热重燃烧曲线的特征参数的变化和转化速率的快慢,分析了内在矿物质对煤焦燃烧特性的影响.结果表明,内在矿物对两种烟煤焦前期的着火有阻碍作用,对后期燃尽有一定促进作用;内在矿物质对两种无烟煤焦的着火有促进作用,对后期燃尽有阻碍作用.     

煤粉燃烧动力学参数的试验

在研究煤粉动力学参数时 ,采用的方法主要有以下几种 :热重分析、DTFS和小型热模试验。采用自制的气固反应动力学试验装置 ,通过气体成分的连续检测 ,对几种煤粉的反应动力学过程进行了试验研究 ,并通过数学计算 ,确定了煤粉燃烧过程的一些动力学参数 ,如燃烧速率、颗粒表面温度 ,反应活化能和指前因子。除无烟煤之外 ,本文还选择烟煤进行了尝试性试验。所得结果 ,对工业流化床反应器的设计有一定的指导意义。