煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

沙柳半焦与煤共燃烧特性及动力学实验研究

在空气气氛下利用热重微差分析天平对沙柳半焦与煤单独燃烧和混合燃烧时的特性进行研究。结果表明:沙柳半焦和煤单独燃烧的热重曲线相似;将沙柳半焦与煤进行混合后,可以改善煤的燃烧特性;而且随着沙柳在煤中占比的不断增加,相比于单煤,沙柳半焦与煤混合燃烧的着火温度、燃尽温度表现出一致的减少。沙柳半焦与煤混合的实际转化率远远大于其相应的理论转化率,表明沙柳半焦对煤的燃烧起到明显的促进作用;通过Coast-Redfern积分法对沙柳半焦和煤单独燃烧和混合燃烧时所得热力学数据进行拟合,其符合一级反应动力学模型,当煤中掺和沙柳半焦后,两者共燃烧的活化能与频率因子均明显增大,且随着沙柳半焦掺和比例的增加,混合燃烧的活化能及指前因子进一步递增,进一步说明沙柳的加入对煤的燃烧过程产生了明显的协同作用。     

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.     

生物质热解炭与煤混合燃烧特性与动力学研究

文章采用热重分析法研究生物质热解炭与煤及其混合物在不同升温速率、不同掺混比例的条件下从室温加热至1 000℃的燃烧特性,并利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算燃烧过程中样品的动力学特性参数。结果表明：生物质热解炭的燃烧行为与煤类似,但其燃烧性能要好于煤;升温速率的提高使得样品的微分热失重(derivative thermogravimetric, DTG)曲线向高温区移动且会产生燃烧热滞后现象,但样品的残余量不会有显著变化;煤掺烧生物质热解炭会改善其燃烧性能,随着生物质热解炭掺混比例的增加,混合物的残余量随之减少,着火性能和燃烧性能逐渐提升;生物质热解炭与煤混燃时会出现协同效应,高温区域协同效应更加显著;活化能的相关系数均高于0.97,混合样品中生物质热解炭掺混比例为70%的样品活化能最小,活化能为105.38 kJ/mol。     

龙口油页岩半焦燃烧破碎特性研究

为了对流化燃烧中颗粒粒径分布进行研究,把固定床加热或燃烧处理后的半焦在小型流化床实验台上进行常温流化实验,对破碎特性进行研究,并且与常温流化处理和850℃流化燃烧实验进行对比,研究引发一次破碎和二次破碎的热应力、挥发分析出的膨胀压力和碰撞之间的关系,以及粒径和外形对这些力的影响。结果显示热应力和挥发分析出产生的膨胀压力导致一次破碎并改变颗粒内部结构,随着粒径增大一次破碎加剧,这种趋势受外形变化影响。燃烧增加热应力和膨胀压力加剧一次破碎。碰撞本身能造成的破碎很少,二次破碎主要由于热应力和膨胀压力降低了颗粒强度,流化时更易破碎。     

固硫煤的燃烧特性及动力学研究

以西安煤为研究对象,利用热重分析仪,对煤的燃烧特性进行实验研究.分析了固硫剂和添加剂对煤燃烧特性的影响,不同条件下的燃烧特性参数,如着火温度、燃烧最大速率、燃烬点等,为进一步研究煤的实际燃烧过程提供基本的实验数据.     

油页岩半焦燃烧过程中官能团演化特性研究

对汪清油页岩半焦、龙口油页岩半焦、窑街油页岩半焦在空气气氛下,进行管式炉燃烧试验;分别制备不同燃烧终温(400~900℃)的灰样;然后,用傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)光谱仪进行样品测量官能团的测定,通过FTIR的分峰拟合处理,对试样进行定性及半定量的分析。结果表明:WQSC、LKSC、YJSC三种半焦的红外谱图结构相似,部分吸收峰的峰强度存在差异,且羟基区的振动吸收很弱,半焦中不存在明显的羧基振动吸收。随着燃烧的进行,羟基吸收逐渐消失,酚、醇、醚、酯的C-O键相对含量增加,羰基含量呈波动变化;同时在燃烧过程中芳香骨架振动逐渐减弱,脂肪烃也随不断氧化而减少。     

油页岩半焦与玉米秸秆混合燃烧特性研究

在空气气氛下利用TGA/DSC1型同步热分析仪进行了桦甸油页岩半焦与玉米秸秆的混烧实验。研究了升温速率和质量比对燃烧特性参数的影响;并与单一油页岩半焦的燃烧特性进行比较。结果表明:混合样品的挥发分初析温度和着火温度远低于油页岩半焦,但略高于玉米秸秆;随着升温速率的提高,混合样品挥发分初析温度和着火温度逐渐提高。升温速率一定时,随着玉米秸秆质量比增大,燃烧过程呈现向低温区迁移的趋势;并且低温段曲线峰值高,挥发分释放剧烈,改善了混合物燃烧特性。玉米秸秆质量比大于10%时,混合样品的各项燃烧特性指标也增大。采用相互影响指数RMS和MR值评价混烧过程的相互影响,研究表明相互影响作用主要发生在第二、第三和第四阶段,第二、第三阶段为有利影响,第四阶段为不利影响。当半焦与玉米秸秆质量比为7:3时,其相互影响最大且均为有利影响。应用KAS模型,分析了混合物燃烧动力学,结果表明,随着反应进行,活化能总体呈上升趋势,与TG-DTG曲线变化规律一致。研究结果可以为油页岩半焦与玉米秸秆的高效燃烧提供参考。     

白竹与烟煤共炭化产物燃烧特性与动力学研究

文章以白竹和烟煤为原料,在不同共炭化温度、不同掺混比条件下制备共炭化产物,采用热重分析法研究产物在不同升温速率条件下的燃烧特性,并采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算动力学。结果表明,共炭化产物在燃烧过程中只出现1个峰,与煤单独燃烧基本一致,但综合燃烧特性优于煤;随着共炭化温度升高(350～550℃),灰分增多,燃烧效果下降;随着升温速率提高,样品微商热重(derivative thermogravimetric, DTG)曲线向高温段偏移,但样品的失重量不变;随着白竹掺混比增加,共炭化产物燃烧的失重量随之减少,着火、燃烧性能逐渐提升;白竹与煤共炭化产物燃烧时会出现协同效应;采用FWO法、KAS法活化能结果相近,FWO法模型较优,其线性相关系数高于0.95;白竹与烟煤按质量比7∶3掺混,在350℃条件下共炭化,升温速率为20℃/min时共炭化产物综合燃烧特性指数最好(3.98×10^-7 min^-2·℃^-3),最小着火能量最低(85.85 kJ/...     

煤半焦吸附性的实验研究

研究了半焦对酸性或碱性物质的吸附情况。分别选取氨和甲醛作为被吸附物质，用称重法和热重分析法对半焦的吸附量进行了测定。并且依据实验结果，详细讨论了热解温度和化学处理过程对半焦吸附性的影响。结果表明，不同的热解温度下产生的半焦吸附性不同，较高的热解温度下生成的半焦可以吸附更多的甲醛；表面的化学处理也可以影响半焦的吸附性，表面酸性处理后，半焦对甲醛的吸附量明显减少。通过分析还可以看出，半焦比表面积的大小不是决定吸附量的唯一因素。半焦对氨和甲醛的吸附过程与半焦表面酸式和碱式中心有关。     

沙柳醇解液化工艺研究

 随着煤、石油、天然气等不可再生资源的逐渐消耗及环境问题的日益恶化,通过可再生生物质资源生产液体燃料和有机化学品的研究日益受到青睐.本研究以硫酸为催化剂,乙醇为溶剂,充分利用内蒙古丰富的生物质资源沙柳,对其进行醇解液化.考察溶剂浓度、反应温度、沙柳用量、催化剂用量等因素对液化率的影响,通过正交实验找出较优液化条件.当溶剂为无水乙醇、液料比(mL:g)为60:1、反应温度为170℃、硫酸浓度为0.06 mol/L、反应时间为2 h 时,沙柳的液化效果最好,液化率达90.94%.     

磷钨酸催化沙柳醇解制备乙酰丙酸乙酯

研究了在磷钨酸催化的条件下,沙柳醇解制备乙酰丙酸乙酯的工艺。通过单因素试验和正交试验考察了沙柳质量(固液比)、催化剂质量、反应温度及反应时间等对乙酰丙酸乙酯产率的影响。结果表明在反应温度为210℃、反应时间为4 h、沙柳质量为1. 5 g、催化剂质量为3. 5 g时,乙酰丙酸乙酯的最高产率为36. 21%。各反应因素对产率影响的大小为:沙柳质量(固液比)反应时间反应温度催化剂质量。利用FT-IR分析了沙柳及醇解液化产物的结构,说明沙柳主要含有脂肪烃结构和芳香结构及多种含氧官能团,醇解后的液化产物显示出了乙酰丙酸乙酯的结构特征。     

生物质垃圾与煤混烧污染特征的研究

对不同配比复合垃圾衍生燃料做实验试烧,并对燃烧产生的NOx、SO2等燃烧排放污染物进行了监测.利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结合联用技术观察了生物质垃圾与煤混合压制燃料的燃烧颗粒的微观形态特征.结果表明,随着生物质比例的加大,发现飞灰颗粒有细化的现象.Cl元素的排放主要出现在燃烧初期.钾的主要存在形式是氯化钾.飞灰颗粒的所有能谱分析中并没有检测到重金属元素的存在.     

毛乌素沙地沙柳根际AM真菌资源和空间分布

2006年10月,从毛乌素沙地4个自然生境下沙柳(Salix psammophila)根际0～10,10～20,20～30,30～40和40～50 cm 5个土层分别采集土壤样品,研究了沙柳根际AM真茵种类和空间分布.结果表明,在分离的4属12种AM真菌中,摩西球囊霉(Glomus mosseae)和缩球囊霉(Glomus constrictum)是优势种.AM真菌分布和定殖与样地生态条件和采样深度密切相关,易误巨孢囊霉(Gigaspora decipiens)只出现在米脂样地,网状球囊霉(Glomus reticulatum)等只出现在东胜样地,双网无梗囊霉(Acaulospora direticulatum)和黄色盾巨孢囊霉(Scutellospora armeniaca)只出现在榆林样地,卷曲球囊霉(Glomus convolutum)只出现在伊金霍洛旗中科院研究站样地.AM真菌孢子密度和总定殖率最大值都出现在东胜样地,孢子密度和菌丝、菌丝套定殖率的最大值都出现在0～20 cm土层.AM真菌孢子密度与土壤温度和速效P呈极显著正相关,泡囊定殖率与土壤温度和速效P呈极显著正相关,与土壤有机质呈显著负相关;丛枝定殖率与速效P呈极显著正相关;总定殖率与速效P呈正相关.可见,沙柳根际AM真菌分布和定殖具有明显的空间并质性,且与土壤速效P等土壤因子关系密切.     

医疗垃圾与煤在循环流化床中的混烧试验

医疗垃圾带有大量病菌，对其进行无害化处理尤为重要，对重庆某医院的医疗垃圾多次采样，并进行工业分析。针对医疗垃圾的特点，在循环流化床装置上进行了医疗垃圾与煤的混烧试验。研究了医疗垃圾与煤在不同混烧比时，炉膛温度变化情况，NOx、SOx排放特性，以及灰渣的热灼减率。试验结果表明，用循环流化床焚烧医疗垃圾是可行的。     

生物质与煤共燃发电CDM项目案例分析

以广东省生物质与煤共燃发电技术应用为清洁发展机制（CDM）项目案例，基于三个基准线，应用增量成本分析方法，计算了不同燃料比例时，生物质与煤共燃发电的单位碳减排成本，并对其进行了敏感性分析．结果表明，CDM项目的单位碳减排成本在76～111美元／吨之间，且在共燃中年处理生物质9．1～36．4万吨时，实现CO2年减排量34092～146698吨．     

生物质燃料与煤混燃时NO_x/N_2O排放的研究

为寻找一种能够有效抑制流化床中NOx和N2O排放的途径．在一个实验室规模的小型鼓泡流化床上进行了生物质燃料（木屑）与煤混燃的研究．结果表明：木屑与煤混燃可以有效地降低NOx和N2O的排放,并且还发现,对NOx和N2O的削减能力与混合比例有关．掺入木屑的比例越大,削减的程度越强,但随温度的升高．削减程度有所下降．对木屑与煤混燃能降低NOx／N2O排放的原因进行了讨论．     

煤显微组分热解过程中脂肪氢的演化特征及其动力学

采用热台与FTIR考察了平朔煤和神东煤显微组分热解过程中脂肪氢的演化特征.结果表明,随着热解温度的升高,脂肪氢经历了快速减少、缓慢减少和基本不变三个阶段,揭示出煤大分子体系依次发生了脂肪碳氢链的裂解、环烷化反应、芳构化反应、芳香结构氢化反应以及芳香缩合反应等;动力学分析表明,脂肪氢脱除反应的活化能较低,与反应体系中存在大量自由基有关;甲基与亚甲基的相对脱除速率随温度呈现M型关系.     

福城煤的热解动力学研究

通过热重分析法对福城煤的热失重行为进行研究,并用Coats-Redfern法计算和比较不同升温速率下煤的热解反应活化能、指前因子.结果表明,升温速率对样品最终失重量没有明显影响;最大失重速率峰随升温速率升高向高温偏移;较低升温速率下热解反应受煤的结焦影响较大.福城煤热解可由3个独立的一级反应来表示;随着升温速率的增加,中间阶段活化能降低而第三阶段活化能增加,活化能与指前因子间存在动力学补偿效应.