石墨燃烧特性热重实验研究及动力学分析

以高温气冷堆燃料球内外层两种石墨为研究对象,利用程序升温的热重分析法研究了其在不同工况下的燃烧特性,并进行了动力学分析。结果表明,在空气气氛下,内层石墨的着火温度为770±10℃,外层石墨的着火温度为780±20℃;随着氧气浓度增加,石墨燃烧的综合燃烧特性指数增大,TG曲线向低温区移动,DTG曲线峰值变大,峰宽变窄;随着升温速率增加,TG曲线向高温区移动,DTG曲线峰值显著增大;计算获得燃烧条件下,内层石墨的表观活化能为190±10 kJ/mol,外层石墨表观活化能为270±20 kJ/mol;所得表观活化能值与指前因子值存在较为明显的补偿效应。     

滇池污泥与劣质褐煤混烧的热重试验研究

利用热重分析法对滇池污泥、劣质褐煤及其按不同比例混合的混合燃料进行了燃烧试验.结果表明,随着污泥掺入比例的增加,褐煤与污泥混合燃料着火温度逐渐降低,但可燃性指数和综合燃烧特性指数降低;污泥的活化能小于褐煤的活化能,并且随着污泥比例的增加,混合燃料的活化能逐渐降低.从混合燃料燃烧的整个过程看,其着火和燃尽特性在某些方面优于褐煤和污泥单独燃烧.     

混煤热解特性的热重实验研究

利用热分析法对混煤的热解特性进行实验研究和相应的动力学分析.通过混煤煤质特性分析发现混煤的元素分析、工业分析及发热量等指标基本上可由相应的单煤特性指标加权平均计算.热重实验结果表明,混煤的热解特性介于参与混配的单煤之间,但并不是单煤特性的简单线性叠加;混煤热解中水分析出单煤保持各自的独立性,挥发分的析出具有交互作用.混煤热解反应的活化能均小于单煤活化能加权平均的结果,且动力学参数之间存在动力学补偿效应.     

混合工业污泥燃烧及动力学特性实验研究

为了更好地利用工业污泥，有必要对它的燃烧特性进行研究，文中利用热重法研究了3种典型工业污泥的单组分试样以及按不同质量比例混合后多组分试样的着火、燃尽、综合燃烧特性、反应放热性能和动力学特性，并计算出燃烧过程的动力学参数。结果表明：由于工业污泥的高挥发分、低固定碳，其着火和燃尽特性比较好，而综合燃烧特性不是很高；工业污泥着火温度与挥发分含量以及成分有关，而含碳量越高，越不易燃尽，燃尽性能越差，但燃烧越剧烈，其综合燃烧性能越好；燃烧放热主要分为挥发分燃烧和固定碳燃烧两个阶段，前者燃烧剧烈，有明显的放热峰且活化能较低，后者放热峰变小，活化能变高；混合工业污泥中的单一组分在燃烧过程中基本保持各自的着火和燃尽特性，在热重分析中的燃烧特性可以用各个单一组分试样的燃烧特性进行叠加来表示。     

煤燃烧特性的热重实验研究

以祁连塔煤为研究对象,利用热重分析仪,在不同升温速率下,对祁连塔煤的燃烧特性进行实验研究。分析了升温速率对煤燃烧特性的影响,得到不同升温速率下的燃烧特性参数,如着火温度、着火时间、燃烧最大速率、燃烬度等,并计算了不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究煤的实际燃烧过程提供基本的实验数据。     

褐煤等温脱水热重分析

利用热天平热重和微分热重分析方法,进行了4种褐煤在氮气流下等温干燥实验,得到了样品蒸发速率与含水率关系曲线,并获得各脱水阶段的干燥机理方程。采用扫描电镜对脱水前后褐煤外观形貌进行分析。结果表明,热天平氮气吹扫条件下,褐煤体积收缩、外观发生变化;干燥过程分成2个阶段,其中含水率高于临介含水率阶段是褐煤较大孔结构中自由水/体积水蒸发析出过程,并伴随褐煤体积的收缩,按照Kelvin公式,该过程主要受毛细管作用力影响,蒸发速率逐渐降低;含水率低于临介含水率阶段对应褐煤内部微孔内水分的干燥,由于褐煤表面富含含氧官能团,并与水通过氢键连接,水的蒸发速率变得更低,蒸发过程主要受脱附/吸附以及氢键破坏作用控制。     

污泥燃烧的热重实验研究

为了解某污水处理厂的污泥的热解特性,利用热天平对污泥进行了热重实验研究。从实验曲线可以看出,在20℃/min和40℃/min的升温速率下,干燥污泥存在3个失重峰;对实验数据进行了分析处理,采用微分法确定了热解反应的机理方程,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A。     

城市污泥燃烧特性的热重实验研究

采用热重分析法对3种城市生活污泥的燃烧特性进行研究,分别利用微分法和积分法获得其动力学参数,计算表明在一级反应级数下积分法适用于确定污泥燃烧动力学参数。研究结果表明污泥中含水量较高,燃烧放热主要分为挥发分析出燃烧和固定碳燃烧两个阶段,其中挥发分燃烧为主要部分。干燥后的污泥着火和燃尽特性较好,但综合燃烧特性指标较煤粉差。     

玉米秸秆热解特性的实验研究及动力学分析

采用TA-Q500型热重分析仪,在升温速率分别为20、40、80、100℃/min的条件下对玉米秸秆进行了热解实验,研究其热解特性,并分别应用Popescu法、Flynn-WallOzawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法求解了热解反应动力学的最概然机理函数、活化能与指前因子。结果表明:反Jander方程三维扩散机理为理想的最概然机理函数;随着升温速率的增加,样品失重曲线向高温侧移动,初始热解温度、失重高峰温度及终止温度均有所升高,热解反应活化能也呈逐渐增加趋势。     

白音华褐煤自燃规律与仓储周期研究

白音华褐煤煤化程度较低,具有高挥发分、高水分、低热值等特点,露天仓储存在易自燃、热损大、粉尘多等问题。通过对不同季节、不同仓储方式煤堆温度的测试,结合褐煤低温氧化反应机理,研究白音华褐煤温度变化、自燃规律,确定露天仓储的合理周期,为各电厂仓储白音华褐煤提供参考。     

印尼煤掺混烟煤的热重燃烧反应动力学特性研究

印尼煤是我国东部沿海地区火电厂燃用的重要煤种之一.利用热重试验方法对印尼煤单煤及其掺混不同燃烧特性的烟煤后的燃烧动力学特性进行了研究,提出了合理的印尼煤掺混烟煤配比方案,可为印尼煤及其混煤的实际应用提供依据.     

含油污泥大物料热重实验研究

为了更加接近于实际过程的物料热解析出特性,在自行设计的平台上进行了大物料含油污泥的热重实验研究。结果表明,随着升温速率和粒径的增加,含油污泥的主要失重区间向高温区域移动,其热重的活化能E为14.4~35.81kJ/mol,指前因子A为37.87~844.1s-1,E与lnA之间呈良好的线性关系,符合动力学补偿效应;与微量热重相比,含油污泥大物料热重的失重特性刚开始滞后于微量热重,随后这种趋势逐渐减弱,大物料热重反应活化能与指前因子数值均小于微量热重。     

含碱工业废弃物煅烧特性热重实验研究

采用热分析方法研究了白泥、电石渣、碱渣、盐泥四种工业废弃物及淄博石灰石的煅烧特性,从升温速率、终温以及粒径三个方面分析了样品的煅烧性能。结果表明：各种物质具有不同的初始分解温度,白泥在整个煅烧过程中呈现出两段分解趋势,电石渣、碱渣和盐泥存在三段分解。升温速率越小,分解速率越大,煅烧越充分;终温越高,样品的失重率越大,分解越完全;粒径越小,分解越快。     

单一及混合煤种燃烧的热重分析

利用热天平对单一煤种及两种煤种混合而成的混合煤进行TG及DSC分析.分别以不同的升温速率、不同的燃烧气氛进行试验研究,得出不同的TG曲线及DSC曲线,对实验曲线进行外推起始温度及活化能计算,进而讨论火力发电厂的配煤问题.     

油茶壳热解特性及动力学分析

利用热重分析技术研究油茶壳热解特性,考察了升温速率分别在5、10、15、20、25℃/min时油茶壳热解的特征参数,发现油茶壳的热解过程分成3个阶段,主热解阶段在250~350℃之间。分别用Ozawa法和Friedman法对油茶壳热解进行了动力学计算,发现随着热解转化率的增加,活化能分别在139~270 kJ/mol和151~302 kJ/mol范围内。通过Malek法确定了油茶壳热解满足J-M-A方程,反应机制为随机成核随后生长,并给出了机制函数的微分形式和积分形式,反应级数为0.3。该研究为后期油茶壳的热解装置的设计和工艺参数优化提供参考。     

褐煤裂解、燃烧、气化过程的反应动力学分析

对褐煤采用裂解与燃烧结合的分级利用方式可以提高其利用效率,同时得到多种高附加值的煤裂解产品.为探索该分级利用的可行性,使用热分析方法研究了伊敏褐煤和大同烟煤的裂解、燃烧和气化过程,得到了其不同反应的特征参数,并使用Coats-Redfern法计算了各反应的活化能.结果表明,伊敏褐煤裂解反应开始温度低,其燃烧及气化反应活性均优于大同烟煤;两种煤的气化反应表观活化能远高于裂解反应;对褐煤进行完全气化利用或部分裂解结合半焦燃烧分级利用效率更高.     

褐煤流动阻力特性数值及实验研究

采用SIMPLE算法和Eulerian模型,以10 mm小颗粒褐煤为例,对气固两相流动的阻力特性进行了数值模拟.分析了阻力变化对流量的影响,搭建了两相流动实验平台,并对试验和数值模拟结果进行了对比分析,对研究发生炉内的流动特性具有一定的理论参考价值.     

褐煤中不同水分析出的能耗研究

在氮气气氛下利用TG-DSC联用方法对干燥基、空干基和收到基褐煤煤样以及纯水(常态水)进行分析,得到单位质量水分析出所需的能耗曲线.研究结果表明,常态水析出所需能量基本保持不变,约为2 341 kJ/kg.空干基和收到基能量曲线中的不同阶段表征褐煤中不同水分的析出过程.根据水分在煤中的存在机制,可得煤中外在水、内在水、孔隙水和分子水析出所需的平均能耗分别为2 341,2 380,3 254,3 109和3 834 kJ/kg,同常态水的平均能耗比约为1∶1.02∶1.39∶1.33∶1.64.外在水、孔隙水、分子水中相似水分子析出所需的能耗差之比约为1∶2.53∶9.73.     

煤矸石综合燃烧性能及其燃烧动力学特性研究

为了高效地利用煤矸石,有必要对其燃烧过程进行研究。文中利用热重法分析了煤矸石的综合燃烧特性、反应放热性能和动力学特性,对有双峰燃烧曲线的煤矸石的第2个峰进行了研究,分析了后期的燃烧性能,并计算出燃烧过程的动力学参数。结果表明,煤矸石中挥发分含量越高,燃烧越剧烈,且由于挥发分的燃烧占主要地位,其综合燃烧性能越好;煤矸石的挥发分含量比较高,固定碳含量小,其后期燃烧性能比较好,比较容易燃尽;燃烧放热分为两个阶段,在燃烧前期,挥发分剧烈燃烧,有明显的放热峰,燃烧后期没有明显的放热峰;煤矸石在燃烧低温段的反应级数为1.5左右,活化能较低,在高温段反应级数为2.0左右,活化能较高。     

混煤燃烧反应动力学参数的实验研究

采用热天平,在20℃/min的升温速率下,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反应动力学参数进行了实验研究。分析特性温度发现,掺混少量的六枝化处煤就能明显降低混煤的着火温度;计算所得的混煤活化能E比由父本煤种的活化能按比例加权的平均值E′小,混煤的着火性能更加接近活化能小的单煤。