高炉喷吹用煤可燃性指标的实验分析

本文根据实验结果和理论分析，提出用燃烧率，着火温度，活性和挥发分析出速度及其热值４项指标作为判断煤的可燃性指标。上述指标测试方法应努力模拟高炉喷煤工艺条件，以求该指标能全面反映煤的可燃性，从而为确定高喷煤量时选择煤种和煤质提供理论依据。     

高炉喷吹混合煤的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,研究非等温燃烧条件下无烟煤、贫煤与高挥发分烟煤的混合煤试样的燃烧特性及其反应动力学参数。考察了不同配比混合煤试样的挥发分初析温度、着火温度、最大燃烧速率和燃尽特性等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A。研究结果表明：随着烟煤配入量的增加,混合煤的挥发分初析温度、着火温度和燃尽温度...     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能E_a和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.      

动力用劣质煤燃烧特性研究（上）

用热重分析法采用不同升温速率研究了六种煤样的ＴＧ，ＤＴＧ，ＤＴＡ及Ｔ曲线，用基辛格法计算得到不同煤燃烧反应的活化能，该值的大小与挥发分及灰分含量的比值的变化趋势基本相同。研究了同生矿物和后生矿物对煤着火和燃烧的不同影响。同时发现在用比表面分析得到的吸附等温曲线及比表面积、平均孔径和体积等数据与热重分析、矿物质分析数据间可建立合理的关联。提出评价煤燃烧反应特性应综合考虑燃烧反应前提条件－氧气与碳充分     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79kJ·mol-1增加到92.75kj·mol-1,后期活化能由102.62kJ·mol-1增加到107.94kJ·mol-1.说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.      

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。     

用TG-DTA法研究新型燃烧促进剂对煤燃烧性能的影响

分别在空气和氩气气氛下,用TG-DTA法研究了一种新型煤燃烧促进剂对荣睿鑫无烟煤燃烧和热解性能的影响效果.又以大同烟煤为例研究了促进剂的加入量对促进效果的影响.结果表明,此新型促进剂能够使挥发分在较低的温度下快速、集中的释放,使着火更加容易,燃烧更加充分.对大同烟煤的研究结果表明,加入1.5%左右的促进剂能够有效降低煤样的着火温度、燃尽温度,并增大放热量和放热强度.文中还分析了促进剂对煤燃烧的作用机理.     

固体热载体煤气化试验装置提升段燃烧试验

固体热载体煤气化的热量靠提升燃烧产生。介绍了褐煤焦载热煤气化提升燃烧的点火、燃烧和调节。根据点火曲线，可将其分为加热、着火和燃烧三个阶段。调节提升风量能很好地控制燃烧工况，加大气化煤量可增加提升燃烧的易燃成分，从而提高燃烧温度。     

利用热重法研究混煤的燃烧

 为了研究混煤的燃烧特点,利用热重法研究了5个单种煤和4个混煤试样燃烧至不同温度时的燃烧率。方法是在热天平中将煤粉试样加热至完全燃烧,根据得到的TG曲线计算燃烧至不同温度时煤粉已燃的可燃值与全部可燃值之比,即燃烧率。结果表明,这些混煤试样的实测燃烧率大于加权燃烧率。动力学计算结果表明,混煤燃烧的活化能低于无烟煤和贫煤而更接近烟煤。当神府烟煤的质量分数在20%~40%时,对混煤燃烧的促进作用最为显著。     

Fe2O3催化煤粉燃烧的动力学

采用WCT-2C型微机热重分析天平以及非等温燃烧的方法对汉阳煤的燃烧特性及其反应动力学参数进行详细分析.研究了不同Fe2O3配比对试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等的影响,计算出煤粉燃烧反应的动力学参数活化能Ea.试验结果表明:试样燃烧的的活化能呈现“V”形,Fe2 O3配比为3％(质量分数,下同)时催化作用最明显,超过3％后随着配比的增加催化作用减弱.     

用热重法研究首钢高炉喷吹煤粉的燃烧反应

利用热重法主要研究了首钢3种典型喷吹煤粉在不同升温速率下(5、10、20、50℃/min)的燃烧反应特性,研究了各工况热重曲线后发现,升温速率对煤粉的燃烧特性有影响。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。参考两段电加热法计算煤粉燃烧率的原理,计算了升温速率50℃/min时煤粉的燃烧率。研究结果表明,700℃时煤粉燃烧率的计算结果与两段电加热法计算燃烧率的结果趋势基本一致,热重法可以计算不同煤粉的燃烧率。     

生物质与煤混合燃烧特性研究

通过综合热重实验、发热量实验、燃烧实验,对生物质与煤混合燃烧特性及SO2和CO排放特性进行了实验研究。研究结果表明,生物质与煤混合燃烧可以改善煤粉的着火温度、燃尽温度等燃烧特性;混合燃烧对发热量有较大影响,故生物质不能单独使用;混合燃烧烟气中的SO2和CO都相应减少,降低污染排放物,提高燃烧效率。     

稀土催化劣质燃煤燃烧动力学研究

用热重分析法研究了江西丰城劣质燃煤的燃烧特性和稀土助燃添加剂对该煤燃烧催化的动力学。结果表明 ,劣质燃煤具有反应活化能高 ,分解反应不完全等特性。稀土燃煤添加剂能改变燃烧反应历程 ,大大加速煤燃烧反应速率 ,显著降低劣质煤燃烧反应活化能 ,因而有很好的助燃作用。揭示了稀土助燃添加剂的催化作用机理。     

高炉喷吹不同比例混合煤的效果研究

将炼铁厂高炉喷吹所使用的无烟煤、烟煤、褐煤以不同配比制取混合煤样,对其着火点、可磨性以及燃烧性能进行研究.实验结果表明:每加入5％褐煤后会降低混合煤样的着火点4℃左右;在烟煤、无烟煤混合的煤样中加入15％褐煤会使可磨性指数加权值减少7,但实际值降低了 14.加入褐煤后,2种配煤方案中煤粉燃烧性能的主要影响为降低着火温度...     

燃煤特性对回转窑结圈的影响

为了解决或延缓回转窑结圈的问题,分析了A,B,C3种燃煤的反应性、燃烧性及其灰分的软熔性和粘结性,同时分析了燃煤特性对回转窑结圈的影响。研究结果表明:煤着火温度低,能减少窑内黑火头的范围;煤反应性较弱,燃烧时间较长,其在回转窑中燃烧区间长,保证窑尾和链篦机预热段所需高温;煤灰软熔性好,不易形成低熔点物质;煤灰粘结性弱,不易粘结而形成结圈。     

欧洲生物质半焦与煤混合燃烧特性分析

利用热重分析,采用非等温燃烧方法分别对3种欧洲生物质半焦（绿植废弃物green waste（GW）、厨余废弃物organic fraction（OF）和橘子皮废弃物orange peel（OP））与凌源无烟煤（LY）混合试样的燃烧特性参数进行试验研究,分析不同半焦配比下混合样品的着火温度、最大燃烧速率温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数。结果表明,3种生物质半焦的燃烧性能均优于无烟煤,综合燃烧特征指数S值大小顺序为GW＞OF＞OP＞LY;当GW、OF和OP半焦配比分别从5%逐渐增加到20%时,不同混煤的综合燃烧特征指数S值分别从8.196×10-15、8.008×10-15和7.841×10-15 mg2/(min2·K3)增加到12.285×10-15、13.094×10-15和8.970×10-15 mg2/(min2·K3),表明生物质半焦的加入能够改善混煤燃烧性,且随着其配比的进一步增加,混煤燃烧性不断增强。     

原燃料条件对高炉理论燃烧温度的影响

为了探索低品质原燃料条件下保持高炉顺行的合理热制度,推导出红钢3号高炉新的理论燃烧温度经验公式。对新旧经验公式进行对比分析,得出原燃料条件改变时风温、富氧率、煤比、鼓风湿度对高炉理论燃烧温度的影响。结果表明：原燃料条件不同,保持高炉顺行需要的理论燃烧温度不同;当原燃料条件变差时,保持高炉顺行的理论燃烧温度降低。     

高炉喷吹废塑料与兰炭混合燃烧及动力学

为了明确废塑料对兰炭燃烧的影响,采用热重分析法研究了废塑料、兰炭混合物的燃烧行为,结合TG和DTG曲线变化,基于燃烧特性值分析,探讨了废塑料、兰炭混合物燃烧机理,并对混合物燃烧过程进行了动力学分析,计算了燃烧动力学参数。结果表明,废塑料和兰炭相比,具有较低的燃烧特征温度和较大的燃烧速率,配加废塑料可以增大兰炭的综合燃烧特性指数（S）和可燃性指数（C）。燃烧过程分为挥发分燃烧阶段、固定碳燃烧阶段2个部分。双重平行反应n阶速率模型较好地模拟了废塑料、兰炭混合物的燃烧过程,且第1阶段的活化能高于第2阶段。同时,随着废塑料质量分数的增加,2个阶段活化能E均呈现先减小后增加的趋势,而指前因子k变化规律相反,两者具有明显的动力学补偿效应。     

不同制粉粒度对混煤热解和燃烧性的影响

为了研究磨煤时间对混煤热解和燃烧性的影响,采用原始粒度组成相同的原煤,按照挥发分质量分数进行混煤,将混煤分别磨制2、4、6和8min,利用热重分析法分析混煤在氮气条件下的热解和空气条件下的燃烧。结果表明,混煤在低温段的热解主要是神华烟煤的热解过程,不受磨煤时间的限制,在高温段,混煤的损失质量均随着磨煤时间的增加而增加;混煤的着火温度随着磨煤时间的增加而增加,燃尽温度随着磨煤时间的增加而降低,失重速率曲线随着磨煤时间的增加向低温区移动,最大失重速率峰随着磨煤时间的增加出现小幅上升,最大失重速率峰对应的温度逐渐下降。     

高炉喷吹兰炭的最佳配比

 为探究高炉喷吹兰炭的最佳配比,使用TG-DTG热分析技术研究了百善无烟煤、神华烟煤和兰炭组成混煤的燃烧特性。结果表明,混煤中兰炭配比量增加可以降低煤粉的着火温度与燃尽温度,缩短燃烧时间,提高综合燃烧特性指数,改善混煤燃烧性;升温速率增大,混煤反应速率峰值升高,综合燃烧特性指数升高,混煤燃烧性得到优化。使用KAS等转化率法分析了不同混煤方案的燃烧过程动力学,当兰炭配比量由0增加至40%时,活化能分别为115.25、113.03、112.22、108.20 和104.53 kJ/mol,兰炭的加入可以降低混煤的表观活化能。