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。     

湿式氧化法工艺综述

湿式氧化是在中等温度及中等压力下,在水中进行的有机物与氧之间的反应,复杂的有机化合物被氧化成CO_2、水及可生物降解的低分子。利用多相及均相催化剂的催化湿式氧化(CWAO)工艺,可以极大地提高液相氧化效率。本文综述了50年代中期以来商业化的WAO工艺发展概况。     

随机孔模型应用于煤焦燃烧的动力学研究

采用热重法研究煤焦在变温和等温条件下的燃烧过程,分析升温速率和温度对煤焦燃烧行为的影响,用随机孔模型(RPM)研究煤焦的燃烧失重过程,得到了煤焦燃烧变温和等温动力学方程. 实验结果表明,变温实验中,随着升温速率的增加,煤焦燃烧的失重曲线向高温方向移动,最大燃烧速率增加,升温速率由5℃/min增加到20℃/min时,最大燃烧速率由3.2%/min增加到11.3%/min;等温实验中,随着燃烧温度的提高,煤焦最大燃烧速率增加,燃烧温度由510℃增加到630℃时,最大燃烧速率由2.1%/min增加到8.3%/min,煤焦燃烧性能得到改善. 动力学计算结果表明,RPM能较好描述煤焦变温和等温燃烧过程中煤焦转化率与温度和时间的关系,煤焦变温和等温燃烧的表观活化能分别为84.27和64.16 kJ/mol.     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

热重法研究煤的燃烧行为及其动力学模型

采用热重法(TG)考察了六枝(LZ)、遵义(ZY)和吴家坪(WJP)原煤、脱灰煤及其脱黄铁矿煤的燃烧性能,并对其燃烧性能进行了动力学研究.研究表明:LZ,ZY和WJP脱灰煤的着火温度和燃烧峰温都较其原煤低,其燃烧特性指数较其原煤高,这是由于脱灰煤的燃烧活化能E较其原煤低的缘故.ZY和WJP脱黄铁矿煤的燃烧特性指数S与其脱灰煤相比基本没发生变化,这是由于脱黄铁矿煤的燃烧活化能E和指前因子A都较其脱灰煤大大增加,是二者相互影响的结果.对煤的燃烧行为进行动力学研究发现:LZ,ZY和WJP原煤、脱灰煤及其脱黄铁矿煤在燃烧区间的某一温度段满足一级反应模型,且线性相关性较好,相关系数大都在0.98以上.     

铁法煤催化燃烧与分布活化能模型动力学研究

选取着火温度、燃尽率和残灰碳氢含量等指标,利用程序升温热重技术研究了CuSO4和K2CO3对铁法高灰烟煤(TF)的催化助燃效果,同时通过分布活化能(DAEM)动力学模型探讨了活化能变化与催化助燃效果的关系.结果表明,CuSO4和K2CO3的添加比例均为2%时,TF煤的着火温度分别降低了44.3℃和31.1℃;最终燃尽率从92.19%分别提高到94.75%和96.13%,而残灰含碳量从6.91%分别降到3.37%和2.39%.TF煤燃烧的分布活化能在转化率<15%,20%～85%,>90%三阶段呈现不同的规律性变化,CuSO4和K2CO3对TF煤燃烧的分布活化能影响主要发生在转化率20%～85%之间:CuSO4的添加使得TF煤燃烧的分布活化能呈现波动性变化,而K2CO3能够明显降低TF煤燃烧的分布活化能.     

废弃塑料燃烧动力学

采用热重法对6种废弃塑料的燃烧过程进行了实验研究,计算了它们的燃烧反应动力学参数.结果表明,所用样品燃烧过程以多段式为主,活化能在38.2～488.1kJ/mol之间.可以预计,废弃塑料在冶金炉内可以迅速燃烧.     

湿式催化氧化法脱硫综述

在阐明湿式催化氧化法脱硫机理的基础上，对再生效率、副反应生成率、硫容以及栲胶法脱硫、脱硫设备、硫回收、焦炉气脱硫、变换气和再生气脱硫分别论述。     

湿式催化过氧化氢氧化技术综述

湿式催化过氧化氢氧化技术(CWPO)是一种高效处理难降解有毒有害废水的技术,具有反应条件温和、经济环保、无须外能辅助等优点,在印染、农药、医药等领域具有很好的应用前景和极大的推广价值。综述了湿式催化过氧化氢氧化技术的反应机理、催化剂选择及催化剂活性和稳定性问题解决的途径。     

天然纤维脱浆废水湿式空气氧化动力学

This work described the application of wet air oxidation (WAO) to the treatment of desizing wastewater from natural fiber processing. A two-liter autoclave batch reactor was used for the experiments. The range of operating temperature examined was between 150 and 290℃, and partial pressure of oxygen ranged from 0.375 to 2.25 MPa standardized at 25℃. Variations in Chemical Oxygen Demand(COD) and Total Organic Carbon(TOC) were monitored during each experiment and used to assess the performance of the process. Experimental results showed that WAO can be an efficient method for the treatment of desizing wastewater. Furthermore, Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) was applied to reduce the reaction temperature and pressure in WAO process. A higher COD removal ratio was achieved under more mild reaction condition with the aid of CWAO. A mathematical model was also proposed to simulate the WAO process of desizing wastewater, in which three distinct kinetics steps were considered to describe the degradation of starch. The model simulations were in well agreement with the experimental data.     

生物质燃烧技术综述

利用清洁、可再生生物质能源燃烧发电技术日益受关注。本文介绍了生物质燃料特性、利用情况、当今主流燃烧技术及生物质燃烧发电概况及遇到的问题,同时还对生物质与煤混烧技术及城市生活垃圾焚烧发电作了简单介绍。     

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。     

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。     

高挥发份煤粉碳燃烧动力学检测的校正模型及应用

针对高挥发份煤粉碳燃烧实验中存在的初始阶段检测误差较大的问题,分析了测量中的误差,提出了水蒸气误差校正的数学模型,并据此对高挥发份煤粉碳燃烧动力学曲线进行了校正,校正后的结果更合理一些。在高挥发份煤碳燃烧动力学的检测上前进了一步。     

废轮胎热解半焦燃烧动力学研究

利用热重－差热（ＴＧ－ＤＴＡ）分析仪对废轮胎热解半焦进行燃烧反应实验与机理研究．试验载气为空气，在２０ ℃～１０００℃温度范围内不同的加热速率下（１０ ℃／ｍｉｎ，３０℃／ｍｉｎ，５０℃／ｍｉｎ）对各种热解条件下制得废轮胎半焦进行燃烧动力学研究，分析了温升速率、制焦条件等对丰焦燃烧反应特性的影响，求出废轮胎半焦燃烧的动力学参数．提出丰焦两组分燃烧反应动力学模型，模型与实验数据符合很好．     

汪清油页岩燃烧反应动力学研究

采用Pyris-1TGA热重分析仪测定汪清油页岩不同升温速率(20,50,80,100℃/min)下的一组燃烧TG曲线,根据Popescu提出的一种新的多重扫描法,将不同机理函数式进行线性回归。结果表明,该油页岩燃烧反应符合三维扩散机理,从而确定了该油页岩机理函数的积分式与微分式,获得了活化能与频率因子的值。取转化率为0.1,0.2,…,0.9,将冉全印-叶素温度积分近似式与所求机理函数结合,利用迭代法求出转化率-温度的理论值。结果发现,理论TG曲线与实验曲线吻合较好,表明了所求得的油页岩燃烧机理函数的合理性。     

醋酸液相氧化燃烧反应动力学

以醋酸钴、醋酸锰为主催化剂,溴化钾为促进剂,乙酸钾为助催化剂,在半连续搅拌釜式钛材反应器中通过测定尾气中CO2和CO的生成量,对醋酸的液相催化氧化动力学进行了研究. 分别考察了空气流量、温度、催化剂总浓度、[Co]/[Mn]比、溴离子浓度、水含量等因素对醋酸燃烧损失速率的影响. 实验结果表明,增加催化剂总浓度和[Co]/[Mn]比能明显加快CO2和CO的生成速率常数,提高溴离子浓度和降低反应温度可显著抑制醋酸的燃烧损失,同时根据实验结果得出CO2和CO的反应活化能分别为88.11和127.31 kJ/mol.     

煤炭流化床燃烧与热天平燃烧动力学关系研究

通过对不同煤种在热天平中的单颗粒燃烧过程的分析发现:煤种、颗粒大小、氧气浓度对颗粒燃烧完全所需要的时间影响特别显著;而在一般流化床生产运行温度范围内,温度对颗粒燃烧完全所需要时间的影响有限;同一煤种不同颗粒煤焦孔隙率的影响很小.通过对单颗粒热天平燃烧实验,考查不同煤种及颗粒大小等各因素对颗粒燃烧过程的影响,可方便地指导流化床的设计以及生产运行过程中工艺的调整.