基于TG-FTIR的印染污泥与烟煤掺烧特性研究

采用热重红外联用仪研究了印染污泥与烟煤的掺混燃烧过程.结果表明:污泥燃烧存在3个主要阶段,分别对应于150~350℃区间纤维类挥发分的析出和燃烧、350~500℃区间细菌蛋白质等高分子有机质的燃烧以及500℃后无机染料矿物质的煅烧;烟煤中掺入印染污泥可提高着火特性,30%掺混时可降低着火点约20℃,同时综合燃烧特性指数下降;印染污泥燃烧初期活化能仅为70 k J/mol,燃烧后期活化能升至130~160 k J/mol;随烟煤中污泥添加量的增加,混合物初始阶段的活化能减小而后续燃烧阶段的活化能增大.综合分析发现,当污泥量低于20%时,对整体燃烧特性的影响较小.热重红外曲线表明:污泥与烟煤混合后,矿物质之间通过反应对污染物的行程产生影响;污泥灰分中的碱性氧化物以及起固硫催化作用的Fe_2O_3有利于将混合物中的硫固定在灰渣中;NO_x主要来源于燃料型NO_x的释放;由于污泥易于脱挥,析出小分子的可燃气体形成还原性气氛,有利于降低混合物燃烧前期NOx的生成.     

石油焦与油页岩混合燃料流化床的着火特性

对石油焦与油页岩混合燃料的着火特性进行了试验。在流化床(CFB)中对2号混合燃料(油页岩与石油焦质量比3∶7)采用床下油枪点火,在冷态条件下,当底部床层温度增加到420℃左右时,少量燃料颗粒着火燃烧;待床层温度升到650℃时逐渐减少投油量,可使试验燃料顺利着火并稳定燃烧。当油页岩与石油焦的质量比为3∶7时,混合燃料的着火特性完全满足流化床运行要求;燃料挥发分含量是其着火温度的主要影响因素,除1号混合燃料外,其他4种混合燃料挥发分均大于茂名石化CFB锅炉设计烟煤的挥发分,2号混合燃料着火特性优于该CFB锅炉设计烟煤。     

提质煤与高炉喷吹用烟煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对提质煤与高炉喷吹用烟煤单独燃烧过程、不同比例混合燃烧过程进行了研究。考察了提质煤添加量与混煤燃烧的特征参数、相互影响程度之间的相关性,并用DAEM动力学模型计算了不同提质煤配加量时混煤的活化能。结果表明:提质煤单独燃烧速率要快于高炉喷吹用烟煤单独燃烧速率;随着提质煤配比的增加,混煤着火温度降低,可燃指数和综合燃烧特性指数增大,燃烧性能变好;提质煤与烟煤混燃相互作用因子K值均大于1,两者在燃烧过程中具有相互促进作用;随着提质煤配比量的增加,混煤的活化能逐渐降低,混煤燃烧活性逐渐变强。     

生物质与煤的混合燃烧实验研究

为了解生物质和煤的混燃特性,利用热天平对生物质、煤及其混合试样进行了热重实验研究,考察各试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,并对实验数据进行了分析处理,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A.结果表明,同烟煤比较,生物质有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;在烟煤中加入生物质共燃后,着火燃烧提前,同时可以获得更好的燃尽特性.     

煤与生物质掺混燃烧特性

为实现能源高效清洁利用,利用热重分析法分别研究不同煤(兰炭、大同无烟煤)和生物质(稻壳、烟梗和玉米芯)以及二者混燃性能,分析生物质掺混种类、水洗预处理、掺混比例和升温速率对煤与生物质掺烧的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:相比于煤单独燃烧,生物质与煤掺烧的着火温度和燃尽温度降低,煤的燃烧性能有所改善;预处理使燃烧曲线向高温区偏移,碱金属元素对燃料热解燃烧存在催化作用;随着稻壳掺混比例的提高,煤与生物质掺烧特性得到进一步提升,混合燃料反应活化能降低;提高升温速率,兰炭与稻壳燃烧曲线向高温区移动,综合燃烧特性指数增大,混合燃料反应活化能进一步减小;30%稻壳和70%兰炭混合燃料在升温速率20℃/min下燃烧产生协同效应。实验结果为煤和生物质在火力发电行业的应用提供参考和理论依据。     

钝体稳燃器在燃用高灰分劣烟煤锅炉上的应用

本文以合山劣烟煤为例论述了燃用高灰分劣质烟煤后着火困难和燃尽度降低的原因,着重分析了采用钝体稳燃器后的燃烧特性。     

污泥及其与煤混合物的热解特性和灰熔融特性

采用热重分析法对造纸污泥、市政污泥及其与煤的混合物的热解特性进行了系统研究.揭示了污泥、煤及其两者混合物热解特性的异同,研究了升温速率、掺混比等因素对混合试样热解特性的影响,提出了挥发分综合释放特性指数.研究表明:造纸污泥的挥发分析出特性与烟煤相当,而市政污泥的挥发分析出特性远优于造纸污泥和烟煤;在污泥与煤混合物的热解过程中,2种组分之间的相互作用可以忽略不计.随着升温速率的增加,污泥与煤混合物的挥发分初析温度提高,挥发分最高析出速率和平均析出速率升高.但升温速率对挥发分析出总量没有明显影响.测定了煤灰和污泥灰在不同混合比例下的熔融特征温度,测试结果表明,随着污泥灰比例的增大,混合试样的灰熔点逐渐下降,但由于存在低温共熔现象,不按线性规律变化.     

松木炭与无烟煤掺混燃烧特性

分别以松木炭和烟煤替代部分无烟煤进行掺混对比燃烧实验,并基于彩色图像测温法分析其燃烧温度、燃烧速率等特性。首先,对比烟煤和松木炭在相同掺混比下混合燃料颗粒挥发分和焦炭燃烧时间的特征;其次,对比不同松木炭掺混比下混合燃料颗粒不同阶段的最高温度;第三,分别研究不同松木炭掺混比下混合燃料颗粒燃烧过程中平均温度随时间的变化情况。研究结果表明：在相同掺混比下,掺混松木炭的混合燃料,整体燃烧速率更高,且松木炭掺混比为50%时,整体燃烧时间最低,为289 s。当松木炭的掺混比例为30%、50%和70%时,混合燃料在挥发分燃烧阶段的最高温度分别为1 263、1 252和1 236 K,这表明增加松木炭掺混比会降低混合燃料燃烧温度。当松木炭掺混比为30%时,混合燃料稳定燃烧时的平均温度为1 210 K;当松木炭掺混比为70%时,混合燃料在53 s的平均温度为1 151 K,在90 s后平均温度迅速增大至1 248 K。混合燃料中松木炭对无烟煤存在夺氧抑燃和协同促燃2种影响,且当松木炭掺混比为30%时,平均温度最高,且燃烧稳定,其为最佳掺混比。     

煤矸石与聚丙烯的混燃特性研究

为改善煤矸石不易燃、同时解决聚丙烯作为生活垃圾难降解的问题,将两者进行混合燃烧并对两者的混燃特性进行了研究;并将不同比例的煤矸石样品与聚丙烯样品进行混合,利用热重分析仪对混合样品的燃烧特性、利用管式炉对混合样品的烟气特性进行实验分析。结果表明:煤矸石的失重率远小于聚丙烯;混合燃烧存在两个阶段,第一个阶段是聚丙烯燃烧,第二个阶段是煤矸石与聚丙烯混合燃烧;着火温度随着聚丙烯比例的增加而降低;煤矸石燃烧所需要的活化能约为聚丙烯的两倍;煤矸石和聚丙烯混合燃料比单一材料燃料更容易燃烧;混烧时随着温度的升高,SO2排放量先增大后减小,即低温时聚丙烯可以促进煤矸石中硫转化为SO2析出,高温时可以抑制SO2析出。     

印尼煤掺混烟煤着火特性的热重实验研究

印尼煤是我国沿海地区火电厂燃用的重要煤种之一,常被用于同其它煤种掺烧.文中用热重分析方法研究印尼煤和其它3种常用动力煤按不同比例掺混后的燃烧过程,通过比较混煤燃烧的活化能,判断其着火特性.试验结果表明,印尼煤的活化能很低,很容易着火,其与着火特性较差的煤种混合时,能显著改善着火特性较差煤种的着火特性,与着火特性接近的煤种混合时,着火特性偏向燃烧活化能较大的煤种.     

污泥与煤混烧的孔隙结构特性

用N2气体吸附/脱附法对污泥与煤的孔隙结构特性进行了研究.研究结果表明,随着燃烧的进行,燃料颗粒的比表面积呈现出先增加后减小的趋势,在污泥比例为30%时比表面积变化最快;不同混合比例试样的吸附等温线均为Ⅱ型等温线或包含Ⅱ型等温线,各试样均具有小至分子级、大至无上限孔（相对而言）的较连续的完整孔系统;污泥的孔径较大,微孔...     

考虑热解产物组分的煤粉着火燃烧数学模型

建立了球坐标系下考虑煤粉挥发分释放、传热、传质和化学反应全耦合的单颗粒热解、燃烧瞬态数值模型,并对陕西神木烟煤的着火、燃烧特性进行分析.结果表明,单颗粒煤粉的着火始于挥发分,且受氧气扩散速率的控制,挥发分火焰能够到达距颗粒中心约29倍颗粒半径的地方.当煤粉热解完成时,炭粒表面生成的CO被引燃,火焰退回炭粒表面附近而使炭粒快速升温,燃烧进入表面氧化反应控制状态.随着燃烧速率进一步提高,炭粒燃烧又开始受到表面还原反应的控制,火焰再次离开炭粒表面.
     

胜利油田含油污泥的燃烧特性分析

依据胜利油田含油污泥的自身性质,以含油污泥的热重试验为基础,对比分析了含油污泥燃烧与热解的热重曲线,采用热重-微商热重(TG-DTG)法确定了不同升温速率条件下的着火温度和燃尽温度,利用Coats-Redfern积分法求解含油污泥的指前因子和表观活化能,并进一步分析升温速率对含油污泥燃烧特性的影响.结果表明:随着升温速率增加,燃烧速率、着火温度和燃尽温度不断提高,含油污泥的指前因子和表观活化能有所增大.     

实时燃料设计的均质充量压缩着火燃烧与排放的试验研究

根据燃料设计的思想,提出了混合燃料比例实时优化的均质充量压缩着火(HCCI)燃烧控制新方法,并在HCCI单缸发动机上进行了HCCI异辛烷/正庚烷实时控制试验.结果表明:混合燃料HCCI着火以及燃烧相位主要取决于正庚烷实际的燃空当量比;异辛烷的加入对爆震当量比界限有所拓展,但HCCI爆震主要与混合燃料总当量比有关;随着辛烷值比例的提高,导致HCCI运行范围变窄,但是实时调控证明相对纯正庚烷,混合燃料的HCCI燃烧最大负荷提高了80%.试验证明了实时优化控制HCCI燃烧和降低排放的可行性.     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.     

片状化石燃料的循环流化床燃烧(Ⅱ)--片状颗粒在循环流化床的运行表现和片状颗粒在密相区和稀相区的行为

测试了燃烧京西无烟煤循环流化床锅炉的实际运行参数,分析了颗粒度分布、球形度变化等特征对锅炉运行的影响.研究了片状无烟煤颗粒在循环流化床燃烧过程中的行为.研究表明,颗粒的片状形貌对炉膛密相区和稀相区的颗粒度分布、平均悬浮密度分布有着重要影响,是造成炉膛温度大幅度波动和扬析量大幅度波动的直接原因.     

好氧颗粒污泥SBR处理垃圾渗滤液的污泥理化特性分析

应用接种颗粒污泥的SBR（GSBR）处理垃圾渗滤液,研究反应器内污泥的理化特性．连续稳定运行91d的试验结果表明：GSBR中颗粒污泥结构密实;细菌以杆菌为主,颗粒表面发现少量钟虫;粒径以0．20—0．60mm的小粒径颗粒为主;污泥SVI5min为38mL／g左右,污泥层区域平均沉降速度（ZSV）为24m／h;污泥密度为28g（VSS）／L;颗粒污泥强度（以完整性系数计）为96_3％;含水率为97％;SOUR平均为67．9mg（02）／（g（VSS）·h）;污泥表面相对疏水性为85．9％．污泥内元素分析表明：颗粒状污泥更倾向于选择性结合Ca、Fe、Cu等2价或3价金属,特别是Ca元素以CaC03化合物的形式在好氧颗粒污泥内核大量沉积．污泥EPS中Na、K和Mg为主要的阳离子,而Ca元素所占的比例相对较小．     

造纸污泥与煤循环流化床混烧试验研究

在一座密相区截面积为 0 .2 3m× 0 .2 3m、高度为 7m的循环流化床燃烧实验装置上进行了造纸污泥与烟煤混烧的实验研究 .探明流化速度、二次风率和空气过剩系数等参数对燃烧性能和SO2 、NOx等排放特性的影响规律 .研究结果为造纸污泥与烟煤混烧焚烧炉的优化设计提供依据     

污泥与地沟油制混合燃料的燃烧特性

市政污泥和地沟油混合制备新型燃料为废弃物资源化利用提供了新方法.文中利用热重-差示扫描量热同步分析仪对不同混合比例(污泥与地沟油的质量比分别为1∶0.0,1∶0.1,1∶0.2,1∶0.3,1∶0.4,0∶1.0)的燃料燃烧特性进行了研究,结果显示燃烧特性指数随着地沟油混入比例的增加而增加,而燃尽温度却相反,表明地沟油的混入有利于污泥的燃烧与燃尽.通过对10、20、30℃/min升温速率下Ozawa-Flynn-wall(OFW)和Friedmen两种无模型方法反应动力学的分析,并计算平均活化能发现:混合质量比为1∶0.3时,混合燃料的平均活化能最小,其值分别为149.2 k J/mol(OFW)和139.5 k J/mol(Friedmen),此时混合燃料还具有较低的燃尽温度(575.5℃).     

大颗粒煤流化床燃烧的微观过程

采用电镜扫描和图像处理技术、物理吸附等手段研究了大颗粒煤在流化床燃烧过程中的微观结构变化.结果发现:所研究的烟煤在流化床燃烧过程中,小于400像素的微观孔隙随燃烧过程大量增加,而大于400像素的孔隙数量则没有变化;同时伴随着煤颗粒的比表面积随燃烧时间的增加而明显增加.