抗生素菌渣与煤混合燃烧特性及其动力学分析

以抗生素菌渣、煤为研究对象,利用热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）研究两种物质单独以及混合燃烧的燃烧特性,并采用Coats-Redfern法确定混合燃烧的动力学参数。分析菌渣掺混比和粒径对燃烧过程的影响,阐明菌渣与煤混合燃烧的可能以及超细化燃烧的优势。结果表明：抗生素菌渣与煤混合燃烧主要包括3个阶段,添加菌渣能明显改善煤的燃烧特性。随着菌渣掺混比例的增加,着火温度、燃尽温度呈现降低的趋势。超细、非超细混合燃烧燃尽特性指数在菌渣掺混比为30%时最高,分别为5.82×10^-3、5.49×10^-3。超细混合燃烧活化能均低于非超细混合燃烧,说明超细化燃烧有利于降低活化能。超细、非超细混合燃烧活化能E和指前因子A之间均存在动力学补偿效应。     

准东煤及其混煤燃烧与结渣特性

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,煤质总体呈现中高水分、中高挥发分、低灰、低硫、低磷、中等热值、反应活性好等特点,是大规模煤化工、煤电气联产优质原料。但准东煤中较高的Na、Ca含量影响锅炉正常运行,限制了准东高钠煤的燃烧利用,目前电厂主要通过掺烧低钠煤方式加以利用。为考察准东煤及其混煤燃烧与结渣特性,在五彩湾电厂采集了准东煤(ZD)和乌东煤(WD)等2种原料煤。采用热重分析仪研究30%、50%和80%等不同配比下混煤燃烧特性,并分析响应配比下煤灰特性变化规律。结果表明,准东煤混煤燃烧的DTG曲线有2个特征峰。随准东煤配比增加,混煤燃烧TG和DTG曲线向低温区移动,DTG曲线特征峰更明显;混煤燃烧特征温度逐渐降低,最大燃烧速率与综合燃烧特性指数先降低后升高,混煤灰熔融温度逐渐降低。准东煤相对乌东煤具有较高的碱性氧化物和较低的酸性氧化物含量,准东煤配比越高相应的SO_3、CaO、Na_2O的含量越高结渣倾向性更强。但部分指标并不能准确预测结渣强弱,如准东煤硅铝比为1.67,而乌东煤硅铝比为3.02,依据硅铝比判断结渣倾向性与事实不吻合。另外,煤中CaO含量大于30%后继续增加则灰熔融温度升高,是准东煤比乌东煤具有更高灰熔融温度的原因,随准东煤配比增加,混煤灰熔融温度呈明显降低趋势。燃烧结渣与沾污倾向指标主要有基于煤灰成分和基于煤灰熔融温度的指标,总结分析以往结渣与沾污预测指标结合试验结果认为:基于煤灰成分的碱酸比以及基于煤灰熔融温度的特征温度差值(FT-DT)是判别准东煤及其混煤结渣与沾污倾向性的理想指标。     

烘焙中药渣的热解与燃烧特性及其动力学分析

中药废渣经过烘焙后是一种具有应用潜力的固体燃料。采用热重分析仪对烘焙中药渣的热解及燃烧特性进行了研究,利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法及Coats-Redfern法对热解及燃烧的动力学进行求解,评估了烘焙中药渣的燃烧特性。研究发现烘焙中药渣的热分解分为2个阶段,第一阶段的活化能为76.1～94.0 kJ/mol,第二阶段的活化能为26.8～38.8 kJ/mol。烘焙中药渣的燃烧分为3段反应过程,第一阶段主要是挥发分的析出及燃烧,活化能为80.5～97.3 kJ/mol;第二阶段属于挥发分及部分焦炭的燃烧,活化能为18.3～28.5 kJ/mol;第三阶段的主要反应为残余焦炭的燃烧,活化能为41.8～50.6 kJ/mol。不同烘焙条件下制得的中药渣都较易着火燃烧,着火温度在280.3～294.8℃。经O_2烘焙的中药渣前期可燃性以及综合燃烧特性最好,最易燃尽,表明燃烧烟气烘焙中药渣是可行的。     

干熄焦除尘灰与低灰煤混合燃烧特性及动力学

采用综合热重分析仪对不同比例干熄焦除尘灰与高炉喷吹低灰煤混合燃烧过程的动力学特性进行研究,在流速为60 m L/min的空气中,以不同升温速率从室温升至1173 K进行非等温燃烧实验.结果表明,干熄焦除尘灰配入比及升温速率对低灰煤燃烧过程有重要影响,随干熄焦除尘灰配比增加,混料的着火点和燃尽温度逐渐降低,最大失重率和可燃指数逐渐增大,混料的燃烧性能逐渐变好.利用非等温实验模型FWO对混料在不同升温速率下的燃烧过程进行动力学分析,干熄焦除尘灰配入比从0增加到10%,混料燃烧的活化能从92.82 k J/mol降低到47.37 k J/mol,配入量为8%时可显著降低混料燃烧的活化能.     

煤与浒苔混合燃烧过程分析及动力学研究

为了满足电力需求,缓解煤炭短缺矛盾,采用ZTC-B型综合(同步)热分析仪对大同无烟煤与大同烟煤分别与浒苔混合燃烧过程进行了热重分析,并对其进行了动力学分析。结果表明:煤与浒苔单独燃烧及混合燃烧过程均可以划分为三个阶段,掺烧时随着浒苔质量分数的增加,主要燃烧阶段活化能升高,综合燃烧特性指数变小;大同无烟煤掺烧25%的浒苔时,二者存在明显的协同效应,相对值可达35%,大同烟煤掺烧25%的浒苔时,二者在480℃左右存在一定的抑制作用,相对值可达-11%;动力学分析表明:采用2个连续一级反应模型,可以很好地描述其掺烧过程,活化能和指前因子存在动力学补偿效应。     

油页岩半焦与煤混合燃烧特性研究

采用热重分析仪对油页岩半焦与不同煤化程度的煤混合燃烧特性进行动态分析,讨论了掺混煤种和比例对燃烧过程的影响.结果表明,燃烧特性好的煤种可以改善页岩半焦燃烧特性,额吉长焰煤是最佳掺混煤种,随着煤掺混比例的提高,混合物燃烧特性指数增大.     

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.     

生物质与烟煤混合燃烧特性及动力学分析研究

使用非等温热分析方法研究了生物质(麦秆)和烟煤混合燃烧的反应特性。结果表明,生物质的添加可以降低混合样品的燃烧着火温度和燃烬温度,且混合样品燃烧反应性能随着生物质混合比例的增加而提升;生物质添加质量分数为20%时,煤和生物质混合燃烧协同作用最明显。使用Coats-Redfern(CR)、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)动力学模型对混合样品燃烧活化能进行计算,其值在挥发分燃烧阶段随着生物质混合比例的增加而增加,在焦炭燃烧阶段呈现下降趋势;通过对FWO和KAS动力学模型有效性进行分析发现,FWO和KAS模型在描述混合样品燃烧动力学时存在一定的局限性,而采用适宜机理函数的CR模型更适用于描述混合样品的燃烧反应动力学,对燃烧机理的分析也印证了动力学的分析结果。     

抗生素菌渣的流化床快速热解特性

选取青霉素菌渣在微型流化床反应分析仪中进行了快速热解实验,研究了热解产物随温度的变化规律,并采用等转化率法和模型配合法对实验数据进行回归拟合,求算反应动力学参数,分析反应机理。结果表明:随热解温度升高,气体产量增加,焦炭产量减少,生物油的产量先增加后减少,在600℃左右时达到最大值,约为33.5%。而且温度的升高加快气体产物的转化速率,其中对CO和CH_4转化速率的影响要比H_2和CO_2明显。利用等温法求算出的气体产物(H_2、CH_4、CO_2和CO)的活化能平均值分别为20.88kJ/mol、39.81 kJ/mol、23.39kJ/mol和10.27kJ/mol,生成CH_4、H_2、CO_2、CO的难度依次下降;同一产物不同转化率下的活化能存在差异,表明不同反应阶段有不同的反应机理。热解过程中生成CH_4的反应符合1.5级化学反应,而H_2、CO和CO_2的生成符合2级化学反应。     

废塑料与兰炭混合燃烧动力学分析

通过热重法研究了废塑料和兰炭混合物的燃烧特性,分析了着火温度(Ti)、燃尽温度(Tf)、燃烧率(x)、点火指数(C)、综合燃烧特性指数(S)等参数的变化规律。运用体积模型(VM)、随机孔模型(RPM)和未反应核心模型(URCM)三种动力学模型对混合物的燃烧率曲线进行计算,得到不同的拟合曲线,比较拟合效果。结果表明:废塑料和兰炭混合物的燃烧过程由少量水分蒸发、挥发分析出、固定碳燃烧三个阶段组成。在兰炭中添加废塑料会改善兰炭的燃烧性能,随着废塑料配加量的增加,混合物的着火温度降低,平均燃烧速率、点火指数和燃烧特性指数均增加;增大升温速率对混合物的燃烧有促进作用。在三种动力学模型中,随机孔模型(RPM)的拟合结果优于体积模型(VM)和未反应核心模型(URCM)的拟合结果;由RPM模型计算的活化能E和指前因子k0具有相同的变化规律,存在明显的"补偿效应";随着废塑料配加量的增加,活化能先降低后增加,表明废塑料和兰炭混合燃烧存在协同效应。     

煤水混合燃料(CWM)燃烧特性分析

<正> 一、引言目前世界各国都在致力于研究用各种煤和液体的混合燃料直接取代燃料油。在各种不同类型的煤液体混合燃料如:煤油、煤酒精、煤甲醇以及煤水中,由于水是自然界中极易取得的物质,因此煤水混合燃料 CWM     

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)。     

裂殖壶藻与煤混合热解特性及动力学分析

采用热重法(TGA)研究裂殖壶藻与煤混合的热解特性及混合热解过程的相互影响. 结果表明,煤和微藻的DTG曲线半峰宽分别为225和68℃,挥发分析出的起始温度分别为225和183℃. 可见煤挥发分析出较慢,温度区间较宽. 混合物中随微藻含量增大,挥发分综合特性释放指数逐渐增大,样品热解活性增强. 微藻与煤混合热解过程相互影响程度与样品比例有关. 当煤/藻质量比为1:1时,最大失重速率的计算值与测量值相差0.83%/min,两者在热解过程中存在一定的抑制作用;当煤/藻质量比为3:1和1:3时,两者相互影响不明显. 利用Coats-Redfern法分析热解过程符合一级反应动力学模型.     

预处理稻壳及其与杨树锯末掺混燃烧特性和燃烧动力学分析

采用热重技术对稻壳（DK）和杨树锯末（JM）燃烧进行分析,考察了不同预处理方式对稻壳燃烧特性的影响,并研究了不同升温速率及稻壳和杨树锯末掺混质量比对掺混燃烧特性及燃烧动力学的影响。结果表明：水洗及酸洗可使稻壳燃烧TG-DTG热重曲线向高温区移动,最大失重速率及对应失重温度升高。水洗使稻壳综合燃烧特性指数提高2.5×10^-7~5.9×10^-7%/（min²·℃³）,而酸洗使稻壳综合燃烧特性指数下降11×10^-7~11.9×10^-7%/（min²·℃³）。不同预处理后稻壳在挥发分析出燃烧阶段的活化能高于未处理稻壳,酸洗后稻壳焦炭燃烧阶段活化能降低16.94 kJ/mol,而水洗使稻壳焦炭燃烧阶段活化能升高。提高稻壳添加比例,混合燃料着火温度和燃尽温度降低。随着升温速率的提高,混合样品综合燃烧特性指数和残余率升高。70%稻壳和30%杨树锯末混合燃料在升温速率40℃/min下燃烧产生协同效应。     

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。     

循环流化床中石油焦与煤混合燃烧NO排放特性

在一座0．5MWt循环流化床热态试验台上进行了石油焦与煤混合燃烧试验,研究了烟气中NO的排放特性,对于石油焦与煤不同燃料配比,不同锅炉运行参数,如一次风率、过量空气系数、床温和Ca／S比等对烟气中NO排放浓度的影响规律进行了研究。试验表明对纯焦而言,其NO排放浓度较其他混合燃料要高得多,当燃料中焦煤比增大时,NO的排放浓度降低,对不同焦煤比的燃料,随一次风率增大,NO的排放量增加;随过量空气系数的增大,NO的排放浓度增大;随着运行床温的提高,NO排放浓度升高。     

混煤燃烧特性及动力学分析

采用综合热分析仪(STA409PC),系统研究了分别配加0%,20%,40%,60%,80%,100%烟煤对无烟煤煤粉燃烧特性的影响.结果表明,随着烟煤配加量的增加,燃烧DTG曲线呈现双峰状向低温区移动,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善;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%～100%时,煤粉燃烧活化能从133.94kJ/mol降低到78.03kJ/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.     

城市污泥与稻壳水热炭混合燃烧特性与动力学

采用热重分析法研究城市污泥、稻壳水热炭及两者不同掺混比的燃烧特性与反应动力学。对比分析其在不同升温速率下从室温升至1000℃的燃烧特性,用Flynn-Wall-Ozawa (FWO)法计算其燃烧过程中的反应动力学参数。结果表明,稻壳水热炭的挥发性、着火和燃尽指数均高于城市污泥,具有较好的燃烧特性,掺混稻壳水热炭使城市污泥混合燃烧时发生热滞后现象。随着稻壳水热炭掺混比的增加,共混物的燃烧残余质量减少,着火性能变差,燃烧性能变强。活化能的相关系数均高于0.95,稻壳水热炭掺混高于50wt%时,共混物的平均活化能低于稻壳水热炭单独燃烧的平均活化能,掺混70wt%稻壳水热炭时出现最低平均活化能,为85.48 kJ/mol。城市污泥与稻壳水热炭混燃时有协同交互作用,且掺混50wt%稻壳水热炭时效果最佳。     

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。     

抗生素菌渣处理新技术进展

抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等,是一种特殊的危险废物,如处置不当,会对生态环境以及人体健康产生潜在的危害。介绍了抗生素菌渣的处理新技术,包括能源化、肥料化、循环利用、制备活性炭、水煤浆等。提出抗生素菌渣肥料化和能源化是解决大宗抗生素菌渣处置问题的有效途径,目前急需建立一套系统、科学的生物安全性检测方法和评估标准,为实现抗生素菌渣低成本无害化、资源化处理提供技术保障。