热重分析法研究不同添加剂对煤粉的催化燃烧

采用热重分析法和统计分析方法研究了原煤及加入不同添加剂后煤粉的燃烧效果.加入质量分数为2%的 MnO2、CaO 和 CeO2可将原煤的活化能由98.07分别降至73.73、78.50和76.45 kJ·mol?1,原煤的燃烧放热峰温度也随之降低,由534.2分别降至482.7、489.4和484.9℃,但对氧化放热峰温度影响不明显,两者作用结果可将原煤氧化峰与燃烧峰对应温度差减小约30℃.添加剂对煤粉燃烧活化能和燃烧峰温度的影响规律符合玻尔兹曼方程拟合的函数关系,燃烧放热峰对应温度降低,活化能也减小,可通过煤样差热分析曲线中燃烧峰对应温度值粗略估计煤样的活化能.     

热重分析法研究不同添加剂对煤粉的催化燃烧

采用热重分析法和统计分析方法研究了原煤及加入不同添加剂后煤粉的燃烧效果.加入质量分数为2%的MnO2、CaO和CeO2可将原煤的活化能由98.07分别降至73.73、78.50和76.45 kJ·mol-1,原煤的燃烧放热峰温度也随之降低,由534.2分别降至482.7、489.4和484.9℃,但对氧化放热峰温度影响不明显,两者作用结果可将原煤氧化峰与燃烧峰对应温度差减小约30℃.添加剂对煤粉燃烧活化能和燃烧峰温度的影响规律符合玻尔兹曼方程拟合的函数关系,燃烧放热峰对应温度降低,活化能也减小,可通过煤样差热分析曲线中燃烧峰对应温度值粗略估计煤样的活化能.     

火焰温度对碳烟微观结构和氧化活性的影响

基于甲烷/氧气预混燃烧系统,采用透射电子显微镜、拉曼光谱仪和热重分析仪,研究了温度对碳烟微观结构和氧化活性的影响规律.碳烟颗粒的微晶尺寸(L)、层面间距(D)和曲率(C)的平均值分别在0.651~0.979,nm、0.351~0.402,nm和1.191~1.425之间,IG/ID在1.017~1.177之间,且随着火焰温度的升高,L增大,D和C都减小,IG/ID增大,表明颗粒微观结构变得更为有序,石墨化程度更高;碳烟颗粒的氧化反应活化能在124.65~154.38,k J/mol之间,且随着火焰温度的升高,氧化反应活化能升高,表明颗粒氧化活性降低.     

茂名油页岩燃烧特性及其大型CFB锅炉设计分析

为了有效地利用劣质燃料油页岩,采用ZRY-2P综合热分析仪对茂名油页岩进行热重试验,利用热重试验数据分析了油页岩的燃烧特性,并对燃烧特性曲线进行了分析.结果表明,油页岩燃烧分为低温段和高温段,低温段挥发分的燃烧为后期高温段固定碳的前期燃烧提供了热量,试样S3的综合燃烧性能最好;试样S1的热重曲线变化异常陡峭,所有试样的微商热重曲线均呈现出挥发分燃烧和固定碳燃烧的2个峰.在此基础上,对大型油页岩循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉的设计进行了分析,同时提出掺烧石油焦的大型油页岩CFB锅炉的设计新方案并对其优势进行了分析.     

棉秆催化热解的热重分析

利用热重分析技术,分析了棉秆在分子筛、金属氧化物催化条件下的热解过程;比较了不同催化剂对棉秆挥发分热解和灰分产量的影响.研究表明,除纯棉秆外,棉秆催化热解过程均由失水区、活化热解区和消极热解区构成,纯棉秆热解的消极热解区不明显.催化剂加入后,活化热解区挥发分累积转化率减小,而消极热解区挥发分累积转化率显著增大,且消极热解区温度窗口往低温方向转移.催化剂显著促进了木质素的热解,但对纤维素和半纤维素热解的促进作用相对较弱.催化剂的加入使灰分增多,且金属氧化物催化时的灰分产量高于分子筛.Na2CO3催化时灰分主要产生于活化热解区,而MCM-41、ZSM-5、LJSY催化时则主要产生在消极热解区.     

煤升温氧化过程特征的热重分析

用热重方式进行了煤在常规条件下的热重实验,分别用TG/DTG曲线描述了煤燃烧的整个过程,分析了煤升温氧化过程的特征参数,得到了各种煤的着火温度等特征温度.结果表明,煤样的特征温度与挥发分存在一定的规律性,特征温度下的失重值受挥发分的影响,着火温度随挥发分增加呈线性下降.     

氧和水蒸气浓度及升温速率对生物质燃烧的影响

采用热重实验法,实验研究了升温速率、氧浓度和水分浓度对生物质燃烧的影响.研究结果表明,升温速率过大时会发生热滞后现象,着火倾向发生在颗粒表面,对燃烧特征温度、失重速率和剩余质量百分数均有影响;当氧浓度较大时,氧向固体层的质量传递作用加强,使得挥发分与固体层同时发生燃烧,燃烧速率明显增大而燃烬温度降低;水分浓度影响了生物质的燃烧,湿空气燃烧不稳定的原因是水分的凝结与蒸发,湿空气燃烧会造成炉膛热负荷波动.     

实验条件对煤燃烧特性影响的分析

采用TGA-FTIR联用的实验方法,对不同煤样进行了热重分析,同时对其析出产物进行红外光谱在线检测;通过对不同升温速度和试样用量对煤燃烧过程的研究表明：升温速度对热重法的影响最大,其挥发分析出时间也不相同;煤的总失重率随升温速度增大而增大,淮南煤HN升温速度从8℃／min增大到50℃/min。时,其最大失重率由7．57％／min增大到24．55％／min;升温速度过低,当低于8℃/min时,造成TGA-FTIR联用时低含量成分信息丢失影响分析结果．这对掌握煤的燃烧与热解特性,为煤的有效利用提供依据．     

天然矿物添加剂对高炉喷吹煤粉燃烧特性的影响

利用热分析法研究了大贵白云石、荣富镁石、东燃镁石、里领石灰石和方解石五种天然矿物添加剂对无烟煤燃烧过程的影响.考察了着火温度、最大燃烧速率、挥发分释放特性指数和燃尽特征指数等燃烧特征参数,求出了反应动力学参数活化能Ea和指前因子A.实验结果表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石能够显著促进煤粉的燃烧过程,降低着火温度,增大煤粉的挥发分释放特征指数D和煤粉的燃尽特性指数Cb,使最大燃烧速率前移至挥发分着火燃烧阶段;里领石灰石和方解石则相反.同时,动力学计算表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石使煤粉的活化能分别降低10.4%、14.5%和10.7%,对煤粉燃烧有助燃作用;里领石灰石和方解石使煤粉的活化能分别提高2.0%和4.3%,对煤粉燃烧没有助燃作用.     

大豆蛋白复合纤维热学性能研究

对比聚乙烯醇（PVA）膜,采取热重分析和差示扫描量热法研究了大豆蛋白/聚乙烯醇复合纤维（以下简称sp/PVA）的热学性能,并分析了聚乙烯醇及sp/PVA热性能的差异.不同sp/PVA测试结果表明大豆蛋白含量及线密度影响纤维的热性能.热重分析中,大豆蛋白含量多少影响失重过程长短,纤维线密度越低,热性能越好.差示扫描量热结果显示,sp/PVA的第一个峰为玻璃化转化区,第二个峰主要是由于聚乙烯醇的熔融引起.     

有效应力对不同阶煤渗透率影响的差异性分析

 通过不同阶煤储层渗透率应力敏感性实验,对比分析了有效应力对不同阶煤渗透率影响的差异。结果显示,在相同有效应力变化范围内,低阶煤渗透率下降幅度大于中、高阶煤;低、高阶煤渗透率变化较中阶煤更符合指数函数变化规律;低有效应力阶段,低阶煤渗透率损害系数、应力敏感系数大于中、高阶煤;相同有效应力下,低阶煤割理压缩系数大于中、高阶煤;不同煤阶割理压缩系数随有效应力增加呈现下降趋势,不应将其视为常数。应力敏感性评价参数拟合结果显示,中、低阶煤渗透率损害系数、割理压缩系数符合指数函数变化规律,高阶煤渗透损害系数、割理压缩系数符合线性函数变化规律;不同阶煤渗透率应力敏感系数均符合指数变化规律。     

热解温度条件下溶剂萃取煤技术及应用

介绍了热解温度条件下溶剂萃取煤技术的研究进展状况。在热解温度条件下,使用溶剂对煤进行萃取,可以获得无灰的精制煤。获得的精制煤热性质有很大程度改善,可作为炼焦配煤添加剂、高性能炭材料的原料、煤液化、煤气化及无灰水煤浆的优质原料。     

印尼煤的煤质特征及与国内炼焦煤配伍性研究

对某焦化公司进口的印尼焦煤、肥煤、1/3焦煤以及国内同牌号的田庄焦煤、两渡肥煤和枣庄1/3焦煤进行煤质及单种煤结焦性对比分析,并以生产常用配比为基础进行20kg实验焦炉配煤炼焦实验,探讨印尼煤与国内炼焦煤的配伍性能。结果表明,印尼煤均是低灰、低硫、强黏结性、高膨胀性、低流动性的单一煤,其活性高,活惰比均不低于24,而国内炼焦煤有一定的混配,其活惰比为1～2,活性组分和惰性组分含量较为均衡;印尼单种煤所制焦炭的强度和热性能较差;印尼煤替代国内同牌号煤进行配煤炼焦,所制焦炭质量明显下降,并且替代量越大,焦炭质量下降越多。     

热处理对灵武煤成浆性的影响——灵武煤改质制取高浓度水煤浆研究之二

本文对灵武、羊肠湾、神木和大同四种煤在不同热处理温度下对煤的成浆性影响做了较为系统的考察,得出一些有意义的规律。实验结果表明:热处理可以改善低阶煤的成浆性,但其改善程度由于原煤的煤化程度不同等原因而存在着一定的差异。     

配煤降低淮南煤灰熔点的研究及机理初探

通过配煤的方法,对高灰熔融性淮南煤与4种低灰熔融性煤进行配加,可以显著的降低淮南煤的高灰熔点。配煤灰熔点的变化不是两种单煤灰熔点简单的加和关系,而是非线性的关系,配煤灰熔点与煤灰组成之间也有很大的关系。通过灰样及熔渣的红外光谱分析,初步探讨灰熔融性变化机理。     

宁夏灵武煤田部分矿区和乌兰矿煤质特征及其水煤浆制备的研究

本文以我国新开发的大煤田─灵武煤田部分矿区煤及乌兰煤为对象，对其煤质特征和煤成浆性及浆体流变性进行了较详细的研究。结果表明，灵武煤田三矿区煤具有低灰、低硫，高挥发分和高发热量的优良特性，煤灰成分以硅、铝为主，灰熔点较低，属轻微结渣型。乌兰煤属高硫焦煤，灰熔点较高。四矿区煤岩相组成差别较大，其中灵武磁窑堡煤丝质组合量高达６１．３％，这在中国煤岩相组成中属少见，在最佳制浆工艺条件下，四种煤均能制备出具有良好的流动性和静态沉降稳定性的假塑性水煤浆流体，但除乌兰煤外，灵武三矿区煤所能达到的煤浆浓度普遍偏低，属难制浆煤。同时发现，最高煤浆农度与煤最高内在水分间有良好的线性相关性，灵武煤最高内在水分偏高是其难制浆的重要原因。     

煤气化多环芳烃初步研究

为了研究煤及其气化产物中多环芳烃的分布特征,在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的煤气化试验,经索氏萃取和K-D浓缩后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对原煤、底渣、旋风焦、布袋焦和煤气中被US EPA列为优控污染物名单的16种多环芳烃进行了测定.试验结果表明:煤气化前后多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数的分布特征相似,但多环芳烃的组成和质量分数不同;煤化程度增加,原煤多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数减小,煤气化多环芳烃的质量分数先接连后减,毒性当量质量分数与煤化程度呈线性关系;部分煤种气化多环芳烃的质量分数高于原煤多环芳烃质量分数,且煤气化多环芳烃的种类分为原煤未分解的多环芳烃、热解合成的多环芳烃、自由基高温缩合生成的多环芳烃.     

煤的岩相组成对煤的成浆性的影响——灵武煤改性制备高浓度水煤浆研究之一

本文就灵武、神木等四种煤的岩相对成浆性的影响做了深入的研究。实验结果表明:对于同种变质程度的煤,富镜煤成浆性好于富丝质组分的煤,这是由于孔结构、表面含氧官能团及灰分等因素使得富丝炭吸附更多的水,这部分多余的水对制备水煤浆产生不利的影响。     

煤焦-CO_2高温气化反应特性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温法研究煤焦-CO2高温气化反应,考察了煤种、气化温度及气流速度对煤焦气化反应的影响,并对其动力学参数进行了求算.实验结果表明:当气化温度低于煤焦灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率峰值随气化温度的升高而增大,当气化温度高于煤焦的灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率变化十分缓慢,甚至有下降的趋势;不同煤种的气化反应动力学参数有很大的差异,鞍钢煤焦和本钢煤焦的活化能均为140kJ/mol,阜新煤焦的活化能为70kJ/mol.当煤焦的气化反应温度高于煤焦的灰熔点温度时,扩散成为煤焦气化反应的主要限制环节,提高气流速度有利于煤焦气化反应的进行.     

分级燃烧及煤粉细度对NO_x排放浓度的影响

在一台９２．９ｋＷ／ｈ的卧式煤粉燃烧炉上进行了不同煤种、不同细度的分级燃烧试验．实验发现：分级燃烧对高挥发分煤种以及同一煤种的细煤粉的ＮＯｘ排放浓度的降低效果更显著;对于同一煤种,细煤粉的飞灰含碳量较粗煤粉低,而且随着分级程度的增加,细煤粉的飞灰含碳量的增加幅度较粗煤粉小;在一次风喷口安装钝体稳燃器时可提高燃烧效率、降低ＮＯｘ．