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.     

锡林浩特褐煤燃烧特性热重分析

利用热重分析仪获得了升温速率分别为10 K/min、30 K/min、50 K/min和70 K/min下锡林浩特褐煤的燃烧失重特性曲线,计算了着火温度、燃尽温度、最大失重速度等燃烧特性参数。采用Coats-Redfern法计算出反应动力学参数:活化能E和频率因子A。结果表明,随着升温速率升高,其着火温度降低,燃尽时间增加。     

不同氧气浓度和粒径下工业污泥燃烧特性的实验研究

在不同氧气浓度和样品粒径条件下,采用热重分析法对3种不同行业的工业污泥进行了实验研究.结果表明,工业污泥着火和燃烧特性好、着火温度低,但燃烧不剧烈,综合燃烧性能不高.适当增加氧气浓度,燃烧非基元反应增多,着火和燃尽性能改善.粒径大小对气体的扩散和热传导有较大影响,随着粒径减小,反应区间变窄,失重量增加,燃烧失重速率峰值增大.     

低氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学

采用热重分析仪研究了不同煤粉在烟气气氛下的燃烧特性,考虑了升温速率和氧气浓度对燃烧特性的影响。研究结果表明:低氧条件、高升温速率下,煤粉的TG、DTG曲线均向高温区靠近,燃烧速率变慢,燃尽时间增长;改变氧气浓度和升温速率对煤的着火温度影响不大,在一定氧浓度(5%~15%)范围内,高水分低阶煤采用烟气干燥输送的制粉系统,能满足其安全性要求;氧气浓度和升温速率主要对煤的燃烧阶段产生影响,随着升温速率的升高和氧浓度的降低,燃尽温度明显升高,且氧浓度对燃烧特征参数的影响大于升温速率的影响。此外,采用Coats-Redfern积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析。结果表明:氧气浓度和升温速率的变化均对活化能产生影响,且随着氧气浓度的降低,煤阶对活化能的影响逐渐减弱。     

煤粉与生物质混燃的低温着火特性

利用自制的管式炉恒温热重测量实验台研究了掺混比、温度、煤种以及生物质种类等因素对煤粉与生物质混燃时低温着火特性的影响,并对煤粉与生物质混燃时的低温着火活化能进行了计算.结果表明:随着掺混比的增大,混合物的燃烧速率加快且燃尽程度提高;温度升高能改善煤粉与生物质混合物的燃烧特性;掺混生物质对难燃煤的着火特性影响比对易燃煤更明显;对于某一煤种,掺混水分和挥发分含量高的生物质,燃烧初期的失重速率加快;掺混灰分含量越多的生物质,在燃烧后期对煤粉的促燃作用越差;燃烧反应活化能随着生物质掺混比和温度区间的增大而减小.     

用快速压缩机研究乙醇燃料的HCCI燃烧特性

为进一步了解乙醇燃料的HCCI燃烧特性,利用自主研发的快速压缩机,研究了边界条件对乙醇燃料HC-CI燃烧特性的影响.试验表明:随着充量温度的升高,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,放热率最大值增加,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现的时刻提前;随着过量空气系数的增大,可燃混合气的浓度减小,燃烧始点延迟,燃料的最高燃烧温度降低,放热率最大值降低,最大压力升高率降低、出现时刻提前,着火温度降低,同时反应速率减慢,燃烧持续期增加.     

稻秆燃烧过程动力学特性试验

采用非等温热重分析法对稻秆燃烧动力学特性进行研究，提出了稻秆的挥发分析出过程的特性参数，建立了反应动力学方程，并测算了反映燃烧性能的燃烧特性指数和反映稻秆燃烧放热特性的差热峰面积指标。结果表明：稻秆的挥发分初析温度随升温速度、样品粒度和样品质量的增加而增加；稻秆的活化能随升温速度的增大、样品粒度的减小和样品质量的减少而降低。差热峰面积随升温速率的提高和样品粒度的减少而增加；燃烧特性指数随升温速度的增大、样品质量的增加和样品粒度的减小而增大。     

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究.研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段:生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好.采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃.     

U-GAS气化炉高碳飞灰燃烧特性

采用热天平研究了U-GAS气化炉高碳飞灰燃烧特性,考察了灰分以及不同升温速率对飞灰燃烧特性的影响,探讨了飞灰造粒后应用于流化床锅炉燃烧的可行性.结果表明:与入炉煤粉相比,飞灰着火温度高、燃尽时间长、反应性较差;飞灰中灰分对飞灰燃烧性能和反应性能产生不利影响;随着升温速率增大,飞灰着火温度及燃尽温度升高,燃尽时间缩短,反应性增强;造粒后飞灰颗粒着火温度、燃尽温度均与煤粉接近,且它们的燃烧温度区域基本重合,颗粒可用于流化床锅炉燃烧.     

采用快速压缩机对甲醇燃料的HCCI燃烧特性的研究

为进一步了解高辛烷值燃料的均质压燃燃烧特性,利用自主研发的快速压缩机,研究了边界条件对甲醇燃料HCCI燃烧特性的影响.试验表明:随着充量温度的升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短,燃烧温度最大值增加,放热率最大值增加,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现时刻提前;随着可燃混合气过量空气系数的增加,可燃混合气的浓度减小,燃烧始点延迟,燃料的最高燃烧温度降低,放热率最大值降低,最大压力升高率降低,着火温度升高,同时反应速率减慢,所以燃烧持续期增加,最大压力升高率减小,最大压力升高率出现时刻延迟.     

煤粉颗粒群着火和燃烧过程的数值模拟

建立了一维非稳态球形煤粉颗粒团的群燃烧模型.数值模拟煤粉颗粒团的着火和燃烧过程,获得了颗粒团燃烧火焰随时间的变迁.分析了煤粉颗粒团内部参数和外部环境参数对颗粒团着火和燃烧的影响.随着颗粒团内煤粉浓度的增加,颗粒团的均相着火延迟先减小后增加.增加煤粉颗粒尺寸和降低外部温度都会明显延迟均相着火.环境氧气含量的增加会减小着火延迟,同时增加颗粒团的燃烧速率.模拟计算和文献试验结果的变化趋势相吻合.     

城市污水污泥与煤混烧的热重试验研究

采用热重分析法对1种煤样（C）和2种城市污水污泥（S1和S2）及其混合试样进行了燃烧特性试验研究．结果表明：污泥的失重主要为挥发分的析出与燃烧,升温速率提高有助于污泥的快速处理及热能的利用,但总失重率较小,减量化较差;污泥与煤样的混烧特性从总体上表现为污泥和煤样共同作用的结果,随着污泥所占比例的增加,试样的着火温度逐渐降低;当污泥的掺烧比为25％左右时,综合燃烧性能最好．采用Freeman-Carroll微分法确定污泥与煤混烧过程中化学动力学参数,结果显示污泥在温度较低时更易于反应,而煤则表现出相反的性质．根据对不同掺烧比下污泥燃烧性能参数及化学动力学等方面的分析,得出污泥S2更适合燃烧处理．     

挥发分火焰对碳粒燃烧的影响

建立了球坐标系下传热、传质、化学反应全耦合的煤粉燃烧数值模拟程序．通过煤粉与事先脱除挥发分的焦炭的对比实验及数值模拟,研究了挥发分火焰对碳粒表面一次产物CO火焰的点燃及碳粒燃烧的影响．傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测温实验及煤粉燃烧动态过程的数值模拟结果不仅进一步验证了碳粒着火初期CO火焰所引起的颗粒高温现象,而且给出了挥发分引燃表面反应一次产物CO的直接证据．由于挥发分火焰的引燃作用,碳粒可以在较其非均相着火温度为低的温度下被点燃,阐明了Juntgen提出的联合着火方式的物理本质．     

煤粉掺烧干化污泥的燃烧特性及能效分析

针对某电厂420 t/h四角切圆煤粉炉进行掺烧污泥的改造,根据煤与污泥掺混后在煤粉炉上的着火、稳燃、结渣等特性分析了煤粉炉掺烧干化污泥的可行性,并利用火用平衡分析方法对煤粉炉掺混不同比例、不同含水率污泥时锅炉效率及各受热面火用损情况进行了分析。结果表明,当污泥掺混比例小于1∶4时,泥煤混合燃烧特性与煤相似,且火用效率略大;污泥掺混大于该比例后,其灰熔点下降明显,有明显结渣倾向,且排烟损失显著增加。以上研究结果可为电厂掺烧干化污泥的可行性提供了必要的实验和理论依据。     

O2/CO2/N2气氛下玉米秸秆混煤燃烧特性及动力学分析

以玉米秸秆和煤粉为原料,在不同原料配比,不同升温速率下,利用热重分析仪在模拟锅炉气氛下进行燃烧实验,采用Flynn-Wall-Ozawa法建立动力学模型,研究模拟锅炉气氛下玉米秸秆及其混煤燃烧的燃烧特性及其动力学,对比相同实验条件空气气氛下的燃烧工况结果表明,燃料的综合燃烧特性指数SN随升温速率的增大而成倍增长,因掺入煤粉的比例加倍而减半;随着掺混煤比例的增大,失重速率(DTG)曲线上固定碳燃烧阶段逐渐分化为2个失重峰,模拟锅炉气氛下分化现象更为明显;煤粉的掺入会使燃烧过程所需表观活化能波动增大。     

玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

采用TG-DTA-DTG热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验.考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数.根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程.建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.     

锡林浩特煤热解特性的TG/DTG分析研究

采用TGA/SDTA85le型热重/同步差热分析仪研究了锡林浩特煤(XLHT)的热解特性,考察了不同的热解温度、升温速率以及颗粒粒度对锡林浩特煤热解特性的影响,研究表明:随热解温度的升高,XLHT挥发分析出增加,当热解温度达到850℃以上时,挥发分析出量基本不变;随煤样颗粒粒度的减小,XLHT热解最大失重率减小;随着升温速率的提高,煤热解的最大失重速率随之提高,但最终失重量主要由热解终温决定,升温速率对其影响不大。