高温低氧气氛下煤粉燃烧特性

利用自制恒温热重实验系统,研究了模拟炉膛烟气环境(即高温低氧气氛)下煤粉的燃烧特性.结果表明:煤粉突然置于高温环境中,失重曲线存在一个转折,随着煤化程度降低,这一现象更加明显;煤粉在1 500℃下燃烧剧烈,900℃下的燃尽时间约为1 500℃下的6倍,1 300℃以上时温度对燃烧反应初期的燃烧特性影响较小;1 300℃相对于800℃,氧气体积分数升高幅度相同时燃烧失重速率增大幅度减小;当水蒸气体积分数达到10%时,其对燃烧反应初期挥发分析出燃烧的促进作用较为明显;当气氛中CO2体积分数升高到15%后,继续升高CO2体积分数,燃烧失重速率减小.     

富氧气氛下煤矸石热重分析及动力学特性研究

为研究煤矸石在富氧气氛中的燃烧及动力学特性,利用热重-热差同步热分析仪,分别在空气和10%、21%、30%、40%和50%O₂/CO₂气氛下对煤矸石进行了燃烧试验。结果表明:21%O₂/CO₂气氛下较空气气氛下最大失重率更低、最大失重温度更高、放热性能更差;O₂/CO₂气氛下,随着氧气质量浓度的增大,煤矸石的着火温度、最大失重温度、燃尽温度和热流（DSC）最大放热温度均有所降低,最大失重率、最大放热量、转化速度和综合燃烧指数均有所提高,总放热量呈现出先升高后降低的趋势,在30%氧气质量浓度时达到最大值。煤矸石燃烧过程动力学分析表明,煤矸石在不同氧气质量浓度下均符合二级动力学模型,且随着氧气质量浓度的增大,煤矸石的表观活化能和频率因子均呈现出先增大后减小的趋势,表观活化能E和频率因子A之间存在补偿效应。     

高温低氧气氛下煤粉燃烧低NOx排放特性研究

燃煤工业锅炉作为NOx的主要排放源之一,减排刻不容缓。介绍了煤粉燃烧过程中燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx的生成机理,并对煤中挥发分N及焦炭N对NOx的还原机制进行了探讨。同时,开展了工业锅炉高效低NOx液态排渣煤粉清洁燃烧技术的研究和工程应用实践。结果表明,在高温低氧气氛下,煤粉燃烧过程中能有效抑制NOx生成,并促使NOx还原成N2的有利因素,能够实现NOx排放低于150 mg/m^3的目标。     

高温低氧气氛下煤粉恒温燃烧SO_2释放特性

利用可实现恒温热重测量的自制实验台,在800~1 400℃内,采用燃烧失重与同步SO_2排放监测相结合的分析方式,研究了高温低氧情况下各因素对煤粉燃烧过程SO_2排放的影响.结果表明:低氧情况下,SO_2瞬时生成量曲线在恒温800℃、1 000℃为单峰形式,在1 200℃、1 400℃为双峰形式,且随温度的升高峰值增加;SO_2瞬时生成量曲线峰值形态主要由温度决定,但也受CO_2体积分数的影响;高温1 400℃时,氧体积分数的增大使得更多SO_2在焦炭燃烧阶段释放;高温低氧情况下,SO_2累积排放量随CO_2体积分数的增大先增加后减小.     

煤粉热解特性对其富氧气氛下着火机理的影响

利用非等温热重分析法对两种烟煤的热解特性及富氧下的燃烧特性进行研究.实验结果表明,煤粉中低温下的热解行为对其富氧气氛下的着火机理有明显影响.挥发分初析温度低、热解特性指数D大的煤,随着氧体积分数的增加,着火方式逐渐由非均相转变为均相.而挥发分初析温度高、D较小的煤,着火方式则无明显变化.热解活性高的煤,在着火机理转变后,着火温度显著降低,但燃尽温度基本不受影响.氧体积分数提高后两种煤粉的燃烧特性指数S都有所增大,但相同氧体积分数下不同煤种之间的S相差不多,说明着火机理的改变对S无明显影响.     

胶粉和煤粉混合燃烧特性的分析

采用热重分析技术对胶粉、煤粉以及胶粉和煤粉的混合物的燃烧过程进行了实验研究,其中胶粉和煤粉的质量混合比例分别为1:1,1:2,1:3和1:5,加热速率为10 Kmin-1,试样的粒径为0.3 mm ~ 0.45 mm。根据实际得到的热重(TG)、差热(DTA)以及微商热重(DTG曲线,分析了试样在热重分析仪中的燃烧特性,计算出试样的一级反应动力学参数,同时探讨了胶粉,胶粉和煤粉混合物的燃烧规律以及混合比例对燃烧的影响,分析结果表明混合物的燃烧可以看成是两种物质的线性叠加。     

污水污泥的燃烧特性及动力学研究

利用热重法研究了四川成都4种污水污泥的燃烧特性及动力学规律.结果表明:污水污泥的燃烧过程可以分为3个阶段:水分析出阶段、挥发分析出阶段和固定碳燃烧阶段.对主要的挥发分析出阶段,采用两阶段反应模型求得4种污泥的燃烧反应不能单纯用一级反应来描述,低温和高温阶段的活化能分别为36.65 ～67.34和50.47～84.51k...     

微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究

利用热重分析技术对微富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了研究,并与富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了对比,利用固定床测定了燃煤NO的生成规律,分析了反应气氛和煤种的影响．结果表明：随着氧体积分数增加,微富氧条件下煤粉的燃烧向低温区移动,综合燃烧特性指数S逐渐增大;在相同的氧体积分数下,由于N2和CO2的物性差异,煤粉的微富氧燃烧特性优于富氧燃烧特性,但当氧体积分数升高到40％时,两种气氛的燃烧特性差别不大;反应气氛和煤种均对燃料氮的转化率影响显著;氧体积分数升高或N2的参与会使反应温度上升,影响燃料氮的转化率;煤的挥发分和元素氮的质量分数也会影响燃料氮的转化率．     

秸秆类生物质燃烧动力学特性实验研究

生物质能的利用越来越受到重视。直接燃烧技术由于其操作简单、取材方便、成本适宜等特点是一种符合我国国情的生物质能利用方式。采用热重分析的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆和玉米芯三种秸秆类生物质的燃烧动力学特性进行了实验,研究了不同升温速率、氧浓度对不同种类的秸秆生物质燃料燃烧动力学特性的影响,并对着火温度、燃烧稳定性、挥发分析出特性、燃烧特性指数等相关特性参数进行定量分析,为设计秸秆工业锅炉燃烧设备,合理选择生物质种类、优化燃烧、提高锅炉效率提供了理论支撑。     

Combustion Characteristics and Kinetics of Partial Gasified Coal Char

Abstract

Combustion characteristics and kinetics of partial gasified coal char (PGC-char) were investigated in this article. Two-stage distributed activation energy model (TS-DAEM) and simple model were used to model the combustion kinetics. The experimental results showed that the combustion characteristics of PGC-chars varied with coal types and percentage of gasification. Modeling results showed that TS-DAEM could suitably describe the combustion of PGC-char. The activation energy and preexponential factor increased with the increasing of PGC-char gasification percentage, but the percent of high reactivity part decreased. This indicated that the difficulty reactive part in the partial gasified coal char became more and more with the gasification conversion. However, simple model wasn't fit to describe the combustion of PGC-char, especially for PGC-chars with obvious second peak in combustion DTG curves.     

垃圾衍生燃料热重法的燃烧特性

采用热重技术对由垃圾可燃物制备的垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧特性进行了实验研究,并由微分热重曲线计算了它们燃烧反应的动力学参数．研究结果表明,草木类RDF存在二次着火现象,织物、塑料及混合原料RDF只存在固碳着火点．草木类RDF最易着火燃烧并且燃烧最猛烈但持续时间很短,塑料类RDF最耐烧,混合原料RDF的燃烧反应较平稳并且持续时间较长,易于实现稳定的燃烧．RDF的燃烧过程可由几个一级反应来描述．混合原料RDF中的各组成原料的燃烧相互影响,其燃烧特性不能由各组成原料燃烧特性简单叠加而成,各种原料RDF燃烧的难易程度可用表观活化能来表征。     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧反应动力学的试验研究

在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验,确定了3种煤粉的燃烧特征参数并进行了动力学分析.结果表明,O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同,在相同O2浓度的条件下,O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,燃尽时间长;随着O2浓度的增加,燃烧DTG曲线向低温区偏移,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,可燃性指数及燃尽指数明显提高;O2/CO2气氛下煤粉燃烧基本属于一级反应,动力学参数随燃烧气氛与煤质变化的不同有较大差异.     

混煤热解特性及燃烧过程的实验研究

针对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及这两煤种之间9种不同掺混比的混煤的燃烧进行了实验研究。通过热重分析方法，分析单一煤种及不同掺混比的混煤燃烧时燃烧特性和燃尽性能的差异，提出了反映煤燃烧着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S′，对两煤种混烧的燃烧特性及其燃尽性能进行初步预测。     

煤粉细度对燃烧特性影响的实验研究

对冷水江和斗笠山两种煤粉,采用热天平进行了热重分析实验,分析了煤粉样在不同细度下的着火特性、燃烧特性、燃尽性能及动力学参数,给出了反映煤粉燃尽性能的综合判别指数Hj并进行了对比.结果表明:在相同的升温速度下,随着煤粉粒径的减小,挥发分析出量及DTG峰值增大,出现最大燃烧速率的时间提前;煤粉粒径减小,活化能降低,着火温度降低,着火提前,煤粉的燃烧特性也随之变好.     

煤与生物质混合燃烧特性及动力学分析

本文利用热分析技术,对煤与两种生物质混合物的燃烧特性进行了研究,并对反应动力学进行了分析.结果表明,混合燃烧改变了煤的燃烧特性,改善了燃烧性能,混合物的燃烧反应服从燃烧反应动力学规律.     

混合垃圾燃烧特性的实验研究

针对我国目前垃圾焚烧以烧原生垃圾为主的特点，以热重分析和流化床燃烧实验台为主要研究手段，对于混合垃圾的燃烧特性展开深入研究并将二者的试验数据进行了对比。认为：混合垃圾在热重分析仪中的燃烧特性可以用单组分物质的叠加来表示，而混合的垃圾在流化床中燃烧时，用简单的单组分叠加来表示不很合理。图3表5参5     

煤颗粒燃烧灰层厚度对燃烧过程的影响

在恒温条件下利用热重分析研究了单颗粒煤焦燃烧过程灰层厚度对反应动力学的影响并建立了模型．分别对福建龙岩煤、福建永安煤以及山东煤3种煤的单个颗粒(颗粒直径3．0-4．5 mm)在900℃热天平中的反应动力学进行了分析,讨论了灰层厚度对单颗粒燃烧过程的影响．单颗粒煤焦燃烧过程产生的灰层在灰层厚度为颗粒半径的一半时对燃烧过程的阻力达到最大．实验分析表明,灰层对煤颗粒燃烧过程的影响很小,3种煤焦的单颗粒燃烧过程灰层的最大阻力(1／kC)max(灰层厚度δ=R0／2-0．8-1．0 mm时)一般都小于10s/m．     

油页岩干馏残渣与玉米秸秆混烧特性

利用热重分析仪对汪清油页岩干馏残渣、玉米秸秆及二者不同比例的混合物进行了不同升温速率下的燃烧特性实验,得到了燃烧特性曲线并求解了燃烧特性参数.研究结果表明,玉米秸秆的燃烧特性明显优于油页岩干馏残渣,油页岩干馏残渣中掺入玉米秸秆后,着火温度、燃尽温度提前,综合燃烧特性得到改善;混合物的综合燃烧特性指数随升温速率的升高而增...