混煤燃烧反应动力学参数的热重研究

采用热天平,对两种标准煤的混煤燃烧反应动力学参数进行了实验研究。首先对热天平实验的重复性进行了验证,确保获得的实验参数准确、可靠。采取不同的燃烧方式分析动力学参数的变化。非等温燃烧的研究表明,以特征温度区间计算,表观活化能和频率因子均随混煤中烟煤比例的增加而降低。升温速率增加,混煤燃烧的表观活化能有所下降。等温燃烧的研究表明,模型的选择对动力学参数的研究影响很大,通过计算,认为球对称收缩核模型适合于混煤等温燃烧动力学参数的研究。表观活化能的计算结果表明高活性煤种的存在可以很好的改善混煤的着火性能,并且存在最佳掺混比例。图6表5参3     

生物质与煤混烧的燃烧特性研究

在STA 409C型热综合分析仪上对一种煤和两种生物质以及它们以不同的比例所得的混合试样进行燃烧特性分析,结果表明,在煤中加入生物质后,燃烧明显分成两个阶段,着火提前,同时可以获得更好的燃尽特性,生物质和煤混合后,发热量增加,提高了生物质的利用价值。此外,通过热重（TG）,差式扫描量热（DSC）曲线的深入分析,对上述几种试样的有关燃烧动力学参数进行了研究。     

氧化铁作为氧载体在无烟燃烧技术中反应活化能的确定

以氧化铁作为熔融盐循环热载体无烟燃烧技术中的氧载体,在CH4气氛下进行了热重实验,并根据TG曲线进行了动力学分析,最后判断反应过程在550～670℃温度段为扩散控制的G-B模型,而在810～970℃温度段则为收缩球体模型,并依据模型分别计算出了活化能和频率因子。     

油页岩燃烧反应活化能不同求解方法的比较

利用热重分析仪在非等温条件下测得的桦甸油页岩燃烧试验数据，分别采用Coats-Redfern法和等转化率法（KAS法）对油页岩燃烧反应的表现活化能进行了求取，并对结果进行了比较。结果发现，用两种方法得出的活化能都表明油页岩燃烧分为两个阶段，且燃烧前期的活化能低于燃烧后期；等转化率法分析的结果表明，油页岩燃烧是一个复杂的多步反应过程，而C-R法将反应的机理简单假设为遵循反应级数模型，本身就存在问题，所以其得出的活化能值可靠性不高。     

煤燃烧特征点变化规律的研究

在升温速率为２０℃／ｍｉｎ条件下,采用热天平对１３种煤的燃烧特性进行了试验研究,得到了燃烧特征点的变化规律。     

生物质和煤混合燃烧实验

生物质与煤混合燃烧是一种综合利用生物质能和煤炭资源并同时降低污染排放的新型燃烧方式。本文在STA409C型热综合分析仪上对一种煤样和两种生物质样以及它们不同的比例所得的混俣试样进行燃烧特性分析。结果表明，在煤中加入生物质后，着火燃烧提前，同时可以获得更好的燃尽特性。生物质和煤混合后，发热量增加，提高了生物质的利用价值。     

煤燃烧过程中矿物质气化与亚微米颗粒物形成的研究

应用热重分析仪研究了煤中矿物质的气化,同时通过沉降炉试验台架研究了燃煤过程中亚微米颗粒的形成和排放特性,并对亚微米颗粒的形成机理进行了探讨.结果表明:矿物质的气化量随着温度的升高而增大;在1400℃时,各个元素的气化能力由大到小依次为S、Cu、Pb、Zn、Na、K、Ca、Fe、Mg、Cr和Mn;温度越高,煤粉粒径越小,氧气含量越高,形成的PM1.0的浓度越大,并富集了易气化元素S、P和Na等,PM1.0可能是由气化-凝结机理形成的.     

煤热解动力学的单一反应模型和分布活化能模型比较

利用程序升温热重技术研究了宝日希勒褐煤和包头烟煤热解的失重过程,比较分析了单一反应模型和DAEM对其动力学分析的适应性。单一反应模型仅需一条失重曲线就可以获得动力学参数,但一般需要对失重曲线进行分段处理,且只能得到某一温度范围内活化能的平均值。Miura积分法可以在DAEM的应用中不需事先假设活化能分布的形式和频率因子为定值,由至少3条不同升温速率下的失重曲线直接得到煤热解的活化能分布和频率因子的值。Miura积分法的结果表明,宝日希勒褐煤和包头烟煤热解的活化能随着失重率的升高而增大,活化能分布于250～400kJ/mol的区间。频率因子先随活化能的升高而增大,而当活化能大于300kJ/mol时,频率因子趋于水平。DAEM能描述非等温热解自低温到高温的全过程,对煤种和升温速率变化有宽广的适应性。     

基于活化能的煤自燃倾向性研究

目前,中国现有有关对煤自燃倾向性研究的鉴定方法存在着一定不足,基于此,以活化能为鉴定指标,从理论与实践两方面对煤自燃倾向性进行具体分析与研究,结果表明,利用活化能相关指标对煤自燃倾向性进行有效鉴定具有一定的实用性与科学性,从而为煤自燃防治措施的开展提供了有力理论依据。     

部分气化煤焦燃烧动力学的活化能分布模型研究

运用两段DAEM模型分析了部分气化煤焦的燃烧动力学．结果表明，两段DAEM模型能准确地描述部分气化煤焦的燃烧行为这是因为部分气化煤焦随着气化率的增加，其燃烧曲线的二次峰越来越显著，而两段DAEM模型正好从理论上考虑了部分气化煤焦燃烧曲线的二次峰特性．同时由两段DAEM模型计算结果发现，随着3种煤焦气化率的增加，其活化能与指前因子增加，代表易反应物质量m的减小，这说明了实验与理论结果一致，随着气化反应的进行，难反应物质的比例增加．     

混煤热解特性及燃烧过程的实验研究

针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进行了实验研究。通过热重分析方法，分析单一煤种及不同掺混比的混煤燃烧时燃烧特性和燃尽性能的差异，提出了反映煤燃烧着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S′，对两煤种混烧的燃烧特性及其燃尽性能进行初步预测。     

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.     

燃煤过程中亚微米颗粒生成的数值模拟

由于煤粉燃烧过程中煤灰的汽化、成核、凝结等物理化学过程是炉膛中亚微米颗粒形成的主要途径,借助CFD软件平台, 针对1台92.9kW卧式炉,对此进行了数值研究,计算得到了炉内的温度分布、氧浓度分布和亚微米颗粒数量浓度和质量浓度分布。计算结果显示,炉膛温度是亚微米颗粒生成的主要因素,相对于温度来说,氧浓度的影响不;分级燃烧通过降低炉膛温度可以实现降低亚微米颗粒排放的目的。计算结果对于从理论上分析亚微米颗粒的形成机理和影响因素具有积极意义。图10表2参12     

煤富氧燃烧对节能与环境的影响分析

分析了煤富氧燃烧的节能效果及对环境的影响,煤富氧燃烧可显著减少助燃空气量、烟气生成量,显著节约能源,且有利于减少和控制SO2、CO2的排放,但会明显增加NOx的排放。     

陕西主要动力煤种燃烧特性的热天平研究

为了研究分析陕西主要煤种的燃烧特性,采用德国NETZSCH STA-409PC型热重分析仪分析了样品质量、升温速率、粒径对煤粉燃烧特性的影响。实验结果表明,随着粒径的减小,神木烟煤的燃烧性能先增强后变弱,粒径75～90μm左右燃烧特性最好。升温速率、样品质量对煤粉的燃烧特性也有影响。随着升温速率的提高,煤粉的着火温度升高,最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高;随着质量的增加,煤粉的着火温度略有降低,燃尽温度却逐渐增大,最大失重速率明显增大,放热效应的最大温度点逐渐增大,并且煤粉挥发分燃烧低温放热与固定碳燃烧高温放热有一定的分期。     

煤焦燃烧模型的热重实验研究

基于热重分析法对无烟煤和烟煤的两种煤焦在不同氧浓度下(100％、30％、20％和7％，其余为氩气)的燃烧模型进行了研究．比较和分析了几种主要燃烧动力学模型的特点，采用一种新的统一模型和动力学参数对上述煤焦的燃烧过程进行了模拟．分析了煤焦颗粒比表面积在燃烧过程中的变化规律，改进了原有煤焦模型中的表面积系数的选取办法，模拟结果与实验结果吻合程度较好．该模型能够较好地对煤焦的燃烧过程进行模拟，而且采用变氧浓度的实验方法是一种研究煤焦燃烧动力学参数的有效途径。