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。     

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.     

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。     

AKTS模拟分析龙口油页岩与半焦混烧动力学特性

利用热重分析仪对龙口油页岩与其500℃半焦按照不同比例混合燃烧时着火温度和燃烧特性进行探究考察。基于3种升温速率下燃烧试验所对应的TG-DTG曲线,整个燃烧过程可分为3个阶段,分别为水析出阶段、燃烧低温段和燃烧高温段。不同比例样品的燃烧特性参数随掺入的页岩比例增大呈现出增大的趋势。利用AKTS-Thermokinetics软件对实验得到的DTG数据分析,对比实验曲线与模拟曲线,并进行反应动力学的计算。基于计算结果发现,随着样品中油页岩的比例增大,活化能呈现出先减小后增大的趋势。综合各样品燃烧特性参数,发现页岩与半焦比例2：1为当前燃烧试验最优混合比。     

煤矸石/烟煤混燃特性及其动力学实验研究

为通过燃烧和热量回收实现煤矸石能量化和资源化利用,探究煤矸石配煤混烧的燃烧特性规律,采用该公司常用烟煤A及具备替代燃料性质的煤矸石B,按照1∶9～9∶1九种比例进行掺混,通过工业分析、热重实验、反应放热性能及燃烧动力学分析得出,当烟煤A与煤矸石B为7∶3时,其燃烧特性具有转折性提升。     

朝鲜无烟煤燃烧特性随升温速率的变化及动力学研究

燃烧特性和燃烧反应动力学参数是燃料用于燃烧装置热力计算、设计和数值模拟必不可少的主要数据。利用同步热重分析仪在空气气氛下以升温速率分别为10℃/min, 20℃/min, 30℃/min升温至1 200℃进行了朝鲜无烟煤(KA)燃烧实验,同时与中国无烟煤(CA)进行对比,并计算得到了KA和CA的燃烧特性指数,采用等转化率的Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)方法估算了反应动力学参数。结果表明：升温速率对KA和CA的着火性能有重要影响,升温速率越快,KA和CA的着火性能指数提高越明显;KA的燃烧特性指数均低于CA的燃烧特性指数,KA的燃烧特性比CA的燃烧特性差,更难燃烧;KA的平均表观活化能为112.13 kJ/mol,明显高于CA的81.51 kJ/mol,从反应动力学上证明了朝鲜无烟煤燃烧特性较差;对于三种升温速率下最适合的反应机理模型,KA的实验数据与理论模型A3/2,R3和A1拟合良好,而CA的实验数据与A3,A2和A3/2模型拟合良好,表示KA和CA一般遵循随机核形成及生长反应机理,KA的反应级数小于CA的反应级...     

超细与常规煤粉燃烧动力学特性及计算分析

采用热重-差热分析仪研究了元宝山褐煤与大同烟煤2个煤种常规粒度与超细粒度各4个煤样的燃烧特性,其升温速率均为30 ℃•min^-1、所用气体为纯O₂、气体流量均为80 ml•min^-1.根据试验数据计算了各试验煤样的综合燃烧特性指数和高、低温度段的燃烧动力学参数,用重量加权平均法计算了各煤样的平均表观活化能,重点讨论了常规粒度与超细粒度煤粉的燃烧特性的差异.     

半焦-烟煤混燃特性及动力学分析

掺烧烟煤是解决低挥发分热解半焦着火难、燃尽差的一种有效方法。采用热重实验研究了半焦、无烟煤与烟煤混燃特性的差别,分析了混燃过程中的交互作用和反应动力学。结果表明：陕煤半焦的燃烧过程分为可燃质的燃烧和CaCO₃的分解两个阶段。半焦-烟煤混烧的主失重峰靠近燃料比接近的单燃料的DTG峰。半焦-烟煤混合燃料较无烟煤-烟煤混合燃料的综合燃烧特性更优。掺混烟煤比例越高,混燃的表观活化能越低,可燃性和综合燃烧特性越好。烟煤与半焦或无烟煤混燃过程中存在一定的交互作用,且无烟煤-烟煤的交互作用较半焦-烟煤更显著。可燃性指数和综合燃烧指数与燃料比呈负线性相关性,表观活化能E与燃料比呈正线性相关性。     

石油焦与煤混烧特性及动力学

以石油焦与煤的混合燃料为研究对象,采用TG—DTG—DSC联用实验技术对混合试样进行了燃烧热重实验。分析了混烧特性曲线,计算了各个燃烧特性指数,并采用差减微分法Freeman—Carroll计算了燃烧反应动力学参数。结果表明：各混合试样均只出现一个位于高温区段的DTG曲线峰和方向向下的DSC曲线的热量释放峰,混合试样的燃烧过程主要是高温阶段焦炭的着火燃烧过程;混合试样s2,S3及S5热量释放相对较少且不集中,燃烧时间长且不完全;混合试样S4及S6的热量释放集中且时间短,燃烧释放的热量相对较多;烟煤含量最多的混合试样s6的着火特性、燃尽特性指数及综合燃烧特性参数均高于其它混合试样以及石油焦的各个相应值,且试样s6的可燃特性指数也大于石油焦的可燃特性指数;混合试样活化能均小于石油焦燃烧的活化能,混合试样比石油焦更易着火燃烧;只要石油焦与煤的混合比例适当,石油焦掺烧烟煤后的燃烧特性优于石油焦单独燃烧特性,此为解决石油焦难以单独燃烧利用提供了方法。     

生物质热解特性和动力学研究

利用热重分析对在氮气气氛下不同升温速率的马尾松生物质原料热失重行为进行了研究。由失重和失重速率曲线分析可知,生物质热解过程分为三个阶段。根据热重实验数据建立动力学热解模型,运用Popescu法从22种动力学机理函数中寻求裂解的最概然机理函数并计算裂解的动力学参数。结果表明,Zhuralev,Lesokin和Tempelmen(Z-L-T)方程为最概然机理函数。     

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

水泥行业用煤的燃烧特性评价及统计分析

本文通过热重分析检测煤炭燃烧特性,在已积累的大量数据基础上,对水泥行业用烟煤和无烟煤的煤烧特性各项指标统计分析,并对各项参数给出了参考数值：（1）烟煤着火温度范围在390～620℃,平均值在430℃左右;燃烧烈度范围0.3～2.7 mV/（mg·min）,平均值1.18 mV/（mg·min）;燃尽时间范围12～37 min,平均值18 min;(2)无烟煤着火温度范围在430～650℃,平均值558℃左右;燃烧烈度范围0.6～2.3mV/（mg·min）,平均值1.58mV/（mg·min）;燃尽时间范围10～30min,平均值13min。将燃烧特性参数进行赋分和排位,在数据库中求得分位值,绘制煤炭燃烧特性排位图,为生产用煤配煤提供技术指导和控制要求。     

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。     

热重-红外联用分析制革污泥的燃烧特性

利用TG-FTIR对制革污泥的燃烧特性和燃烧过程气体释放情况进行了研究。研究发现,制革污泥挥发分和灰分含量较高,固定碳含量低、热值低。不同升温速率下,制革污泥的燃烧在800℃时已经比较充分,随着升温速率的增加,制革污泥碳燃烧的失重速率和峰值温度有所增加。运用Ozawa法进行活化能计算表明,制革污泥燃烧所需活化能随着反应程度的深入而增加。制革污泥的挥发分燃烧阶段符合三维扩散的Z-L-T方程反应模型,固定碳燃烧阶段符合自催化反应的P-T方程反应模型,且制革污泥在不同升温速率下燃烧动力学参数存在动力学补偿效应。TG-FTIR分析表明,不同升温速率对气体析出基本特征没有影响,在低温阶段,制革污泥的燃烧产物中有少量的有机酸组分析出。     

中药固废原料特性与热解失重特性关联性分析

为了了解中药渣热解特性与组成结构的关联,本研究以10种典型植物类中药渣样品为原料,分析了其组成结构以及有机组分,并采用热重分析仪研究其热解失重特性,通过对中药渣原料特性与热解过程行为进行关联性分析,探讨影响中药渣热解过程的物性因素以及关联耦合机制。研究结果表明：中药渣均检出较高含量的N、S,根类样品的纤维素含量较高,叶类样品的木质素含量较高。叶类、茎秆类以及种子类中药渣样品热解脱挥发分能力较差,采用Coats-Redfern积分法得到热解活化能基本在100 kJ/mol以内;而块根类中药渣样品热解脱挥发分能力较强,活化能高于110 kJ/mol。其中,山药样品热解脱挥发分能力最强,热解活化能为169.83 kJ/mol;青蒿叶样品热解活化能最低,仅64.32 kJ/mol。纤维素和木质素是影响热解脱挥发分和热解活化能的主要物性因素,纤维素和木质素含量可用于预测中药渣热解脱挥发分能力与热解活化能。     

生物质复合型煤在热分析仪中的燃烧行为研究

通过热分析技术对以农作物秸杆、城市生活垃圾、林业加工废弃物等生物质和云南先锋褐煤为原料制得的生物质复合型煤的燃烧行为进行了实验研究 .结果表明 ,生物质复合型煤的燃烧过程大致可以分为四个阶段 ,即脱水干燥、挥发分的析出和燃烧、挥发分燃烧和焦炭表面燃烧并存的过渡阶段、焦炭的表面燃烧 ;且生物质复合型煤 ( BCC)具有着火温度低、燃尽率高等特点 .此外通过对热重 ( TG)、差示扫描量热 ( DSC)曲线的深入分析 ,对 BCC的有关燃烧动力学参数进行了研究     

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。     

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.