广东地区生物质成型燃料燃烧动力学特性研究

采用德国NETZSCH STA409PC同步热分析仪对广东地区生物质成型燃料分别在20 K/min、30 K/min和40 K/min的升温速率下进行了热重动力学实验,实验从室温升至终止温度1273 K,并由热重实验数据计算可燃特性指数、燃烧特性指数等特征参数和动力学参数,分析升温速率对其燃烧特性的影响。计算结果表明,随着升温速率的提高,最大失重速率点向高温一侧偏移,最大失重速率升高,可燃特性指数、燃烧特性指数和燃尽特性指数都随之升高。热解燃烧阶段反应级数较大,为1.32~1.45,焦炭燃烧阶段较小,为0.91~1.15,且该阶段反应级数随升温速率的提高有一个减小的趋势。热解燃烧阶段活化能低于焦炭燃烧阶段,且随升温速率变化不明显,分别为88.32~103.80 k J/mol和101.31~123.72 k J/mol。对比其他生物质燃料,其反应级数较高。     

钙基吸收剂脱硫反应动力学研究

对热重分析（ＴＧＡ）测定的吸着剂硫酸盐化程度与反应时间的试验数据，进行回归分析，获得了吸着剂固硫化学动力学参数。     

煤热解特性及热解反应动力学研究

采用热分析法对煤热分解特性进行了热重分析研究,探讨了粒径和升温速率对煤热解失重过程的影响。研究指出,当粒径小于0.25mm时,磨煤过程中煤岩组分富集对热解的影响会大于传热传质对热解的影响。根据试验数据建立了热解动力学模型,分别用积分法和微分法对热解动力学参数求解,得到煤的热解反应级数为3,热解反应动力学参数的计算结果能真实地反映煤的热解情况。     

石油焦流化床燃烧过程铁金属脱硝的实验研究

在流化床内添加脱硝剂是降低氮氧化物排放的有效途径之一，该文对铁基脱硝剂进行了实验研究。在实验室规模流化床反应台架上，模拟流化床燃烧石油焦的气氛，研究了铁对氮氧化物排放的影响，并考察了流化床密相区中CO，石油焦焦炭，石灰石等对铁与氮氧化物之间的多相反应的影响。结果表明：Fe对NO有很强的还原作用；石油焦焦炭和CO对Fe与NO之间的多相反应具有很强的促进作用，可还原Fe的氧化物，延长Fe的作用时间；而石灰石对Fe与NO之间的多相反应几乎没有作用。在流化床燃石油焦过程中，Fe可有效降低NO的排放。     

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。     

神府煤焦与CO2的气化反应动力学分析

利用加压热天平在1 173~1 323 K、0.1~3 MPa范围内,对神府煤焦与CO2的气化反应进行动力学分析。考察温度、压力对神府煤焦与CO2气化反应动力学特性的影响及气化反应速率和反应时间之间的关系,发现气化反应速率随反应时间的变化近似呈正态分布,建立了气化反应速率与反应时间的正态分布动力学模型。与随机孔模型对比,发现正态分布时间模型能较好地描述煤焦的气化动力学规律。由正态分布模型求得的反应速率常数r0、rm遵循Arrenius定律,lnr0、lnrm对1/T呈良好的线性关系;在0.1~3 MPa范围,求得的反应活化能为150~185 kJ/mol,与相关文献报道的结果基本一致。     

煤的快速热解动力学研究

煤的快速加热条件下的热解研究对煤气化反应过程以及气化炉的运行有着重要的意义。试验采用TGA/SDTA 851型热天平对不同煤种、不同升温速率、不同灰煤比下的煤快速热解特性进行研究，同时对3种气氛下煤的动力特性进行分析。研究发现：随着升温速率的增加，最大失重速率也有所提高；随着煤的变质程度提高，热解最大失重速率有所降低；随着灰/煤比的增加，失重速率先升后降。说明存在一个最佳的灰/煤比，使得失重速率达到最大值；在N2、、O2、CO2 3种气氛下，CO2气氛下的气化反应进行的温度要高于N2气氛下的热解和O2气氛下的燃烧温度，气化与燃烧相比，气化反应进行的剧烈程度远远小于燃烧。文中也根据Coast-Redfern积分方法得出了煤热解的表观动力学参数。     

混煤热解反应动力学特性研究

利用热天平试验测试数据，采用Coats-Redfern积分方法求解无烟煤和烟煤不同比例混煤的热解动力学参数。在整个活泼热解阶段，无烟煤和烟煤的活化能与其热解反应性的对应关系发生了歧变，无烟煤具有较低的活化能，而烟煤具有较高的活化能。煤的热解机制在不同的反应阶段是变化的，通过热分析手段所得的动力学参数反映的是整个热解区域的平均值。对混煤热解进行分段拟合处理的结果表明，混煤在低温段热解机制为一维扩散模型；中、高温度段热解机制为3级化学反应模型。研究结果表明不能仅从活化能数据判断无烟煤和烟煤混煤热解反应性的高低。     

玉米秸秆热解特性及动力学的实验研究

本文采用热重分析(TGA)对华北地区常见的玉米秸秆的热解过程及其动力学规律进行了研究。实验中分别以三种不同的升温速率在氮气气氛下将样品从室温加热直至挥发分完全分解。实验结果表明:样品的非等温失重过程由脱水、剧烈失重和缓慢失重三个阶段组成;随升温速率的提高,样品的最大热解速度提高,对应的峰值温度提高,达到失重峰的时间缩短很多,表明加热速率越大挥发分析出的速度越快。建立了玉米秸秆的热解反应动力学方程,得出了玉米秸秆的热解反应动力学参数,并探讨了相应的热解机理。     

不同升温速率下煤焦CO2气化的动力学研究

对阳泉煤焦进行了CO2气氛的气化热重实验,研究了煤焦的气化特性,并用不同的模型对样品进行了动力学分析.研究结果表明,随着升温速率的提高,煤焦的气化反应开始温度逐渐升高,反应的活化能逐渐降低.对于所选用模型,未反应收缩核模型更能描述阳泉煤的气化反应.     

燃烧石油焦的CFB锅炉脱硫特性的试验研究

模拟燃烧石油焦的CFB锅炉的燃烧工况,并利用智能测硫仪进行测定,研究了不同石灰石的物理化学特性对燃烧石油焦的CFB锅炉脱硫效果的影响。研究表明,钙硫比越大脱硫效果越好;燃烧温度(850~900℃)对脱硫效率基本没有影响;石灰石粒度与脱硫效果成反比;不同产地的石灰石脱硫效果不同。     

石油焦流化床燃烧过程中氮氧化物的排放研究

在鼓泡流化床试验台上研究了床温、Ca/S 对石油焦燃烧过程中氮氧化物排放浓度的影响。脱硫剂对石油焦燃烧过程中NOX和N2O排放的影响是复杂的。还比较了燃烧石油焦和燃煤过程中氮氧化物排放的差异,并分析了其中的原因。     

煤和石油焦混合燃料在循环流化床中的燃烧特性

通过热天平对烟煤、石油焦和3种不同配比的煤和石油焦混合燃料的着火和燃烧特性进行了实验研究,然后在0.6 MW中试规模循环流化床试验台上进行了石油焦及其与煤的混合燃料的着火和燃尽特性研究。结果表明,石油焦并不是一种非常难燃的燃料,它的燃烧特性介于烟煤和无烟煤之间,其着火点温度和燃尽温度也介于烟煤和无烟煤之间,但更接近烟煤。     

生物质秸秆与煤混合的反应动力学研究

通过热重分析得到了生物质秸秆与煤混燃的反应动力学参数,分析认为,生物质的掺混能够改善煤的燃烧性能,主要体现在热解(挥发分析出)阶段,在焦炭的燃烧阶段没有明显体现;不同混合比对混合燃料燃烧性能的影响因素不同,在掺混比例较小时,主要是降低燃料的活化能,在掺混比例较大时,主要是增大反应的频率因子。     

220t/h煤粉锅炉掺烧石油焦的研究

为更好地利用石油焦燃料,扬子石化有限公司利用220t/h燃煤锅炉进行了掺烧炼油副产品石油焦的试验研究。介绍了试验设备和方法,以及掺烧调整试验情况,得出锅炉机械不完全燃烧损失q4≤1.03%,锅炉效率η=91.84%的应用效果。     

粒度对石灰石分解动力学影响的热重实验研究

由于粒度对石灰石分解动力学影响的研究结果差别较大,因此采用多重扫描速率法和单个扫描速率法相结合的动力学方法作进一步研究。通过对5种不同粒径的石灰石进行考察,结果表明:活化能随转化率的增大而减小,随粒度的增加呈现先增大后减小的规律,Avrami-Erofeev方程控制的随机成核和随后生长模型为石灰石分解的最概然机制函数,因此该方法是可行的和可信的,也说明动力学方法的选择是重要的。     

焦炭的非均相反应对循环流化床煤燃烧中N2O生成与分解的影响

在一台小型循环流化床实验台上研究了焦炭的非均相反应对Ｎ２Ｏ生成与分解的影响。实验发现,用同一煤种在不同方式下制取的焦炭燃烧后的Ｎ２Ｏ生成量也有较大的区别;无氧和有氧两种不同的条件下ＮＯ在焦炭表面以两种不同的反应机理转化为Ｎ２Ｏ。     

工业废弃物固硫反应的动力学研究

采用热分析方法研究工业废弃物和石灰石的固硫反应,借助等效粒子模型表征固硫反应,并计算和分析固硫反应动力学参数。结果表明,等效粒子模型能较好地描述废弃物的固硫反应,反应存在补偿效应;等动力学温度方法适用于不同固硫控制阶段的反应活性判别;相同实验条件下,所选4种废弃物和石灰石的化学反应速率常数k差别不大,但废弃物的产物层有效扩散系数Ds比石灰石的大一个数量级,说明由于废弃物内的Ca2+向产物层表面的迁移扩散,大大增强了废弃物扩散控制阶段的反应活性;废弃物和石灰石的扩散活化能Ep,都比各自的反应活化能Ea大,说明产物层扩散比固体表面化学反应更难进行,产物层扩散成为控制固硫反应的决定性因素。