褐煤与稻草混合半焦燃烧特性及动力学研究
煤焦燃烧特性及反应活性探究_董爱霞
董爱霞等： 煤焦燃烧特性及反应活性探究
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煤炭燃烧
据统计，目前中国褐煤的资源量将近 3200 亿 t， 占中国煤炭资源总量的 5. 74% ，褐煤探明资源量将 近 13 亿 t，占全国探明资源量的 13% 左右［1 － 3］。然
物煤焦的结 构，进 而 影 响 煤 焦 的 反 应 活 性，国 内 外 研究者对此研究做得也较多［7 － 17］。本文着重研究
于褐煤在直接燃烧过程中随烟道气粉尘带出量大， 重分析技术，利用 TG － DTG 曲线外推法［26］以及相关 会造成严重的环境污染，使其热利用率降低。因此 公式［27］，对煤焦的燃烧特性进行相关分析。
需要在利用前对褐煤进行提质处理。目前对褐煤 进行提质 的 技 术 主 要 有 洗 选、干 燥 提 质 及 热 解 提 质［5 － 6］。一般利用褐煤时，需先对其进行干燥提质
型管式电阻炉制备焦炭。选取适量的煤样，置于石 英管内，并放置在管式炉恒温段，在高纯氮气（ 100 mL / min） 气氛下以 10 K / min 的升温速率升温至不 同的终温，并停留 30 min。制得的焦炭样品在高纯 氮气气氛下冷却至室温，将焦炭样品磨碎至粒径小 于 0. 154 mm，并保存在 105 ℃ 的干燥箱中备用。表 2 为半焦样品的制取过程。
《洁净煤技术》2013 年第 19 卷第 1 期
煤炭燃烧
段。这主要是由于实验中制焦温度相对较高，停留 时间较长，样品中的挥发分析出比较充分。
图 1 不同终温的半焦转化率和 DTG 曲线
根据整个燃烧过程，在焦炭样品燃烧特性曲线 上定义了以下几个特征参数。其中 Ti 为着火温度， 采用 TG － DTG 法［28］确定，即 DTG 曲线上过峰值点 作垂线与 TG 曲线相交于一点，过该点作 TG 曲线的
煤与生物质(稻秸秆)共热解反应及动力学分析
煤与生物质（稻秸秆）共热解反应及动力学分析摘要：本文利用综合热分析仪，对煤（褐煤、无烟煤）与稻秸秆按不同比例混合及各自单独热解反应进行了热解实验。
结果表明，生物质与煤的热解过程可简化看作是在较低温度段（400℃以下）热解以生物质为主；在高温段（600℃～850℃）热解以煤为主。
生物质对煤的热解过程有促进作用，随着生物质参混比例的上升，使煤的热解高峰区的温度向低温区移动。
但是促进程度是随着生物质的量的增加而减小的，并且对褐煤的促进作用要比对无烟煤的作用明显。
在动力学分析中，发现褐煤和生物质单独热解过程在整个热解温度范围内可用coats-Redfern法按反应级数n=1的过程来计算出热力学参数；但是两者混合后的热解过程，由于反应机理及过程发生了变化，并不能用简单的热解动力学模型来描述；最后，对无烟煤与稻秸秆（质量比例3：2）的混合物按升温速率分别为10℃/min和20℃/min的热解过程作了对比试验，总结出升温速率对热解反应的影响。
关键词：煤与生物质稻秸秆热重分析动力学参数一引言生物质是人类利用最早、最多、最直接的能源，同时也是低碳燃料和唯一可运输及储存的可再生能源，可实现CO2的零排放。
我国生物质储量丰富，因此生物质能的开放和利用有着重大意义[1]。
同时我国煤炭资源丰富，在今后很长一段时间内对煤炭的依赖性还很大。
生物质与煤混合燃烧发电和热解转化技术是高效洁净合理利用我国两大优势能源的有效途径之一，不但可降低CO2、NOX 、SOX的排放量，而且可以有效解决生物质单独使用时的焦油问题。
对于煤与生物质共热解的问题，国内外的学者作了不同结论的实验研究。
对于其协同性问题，存在两个对立的观点。
Chatphol.M[2]、Collot.A.G[3]等人，各自在实验中得到无协同作用的结论；而Nikkhah.K[4]、McGee.B[5]等人则在共热解试验中得出有协同性的结论。
阎维平[6]用生物质混合物与褐煤的共热解试验证明生物质粉末对煤的热解有一定的促进和抑制的作用，两者间有协同性存在；而李文[7]、李世光[8]等人则通过试验说明两者无明显的协同作用。
褐煤热解及半焦成型特性研究
果表 明，热解温度 由４ ５ ０℃提高到 ７ ５ ０℃，热解气体产率持续增大，半焦收率则持续减少 ，焦 油收率在 ５ ５ ０℃时最高；气相组分中Ｈ ： 含量持续增加，Ｃ Ｏ 和ｃ Ｉ － Ｉ ， 含量减小，Ｃ Ｏ含量在 ６ ５ ０℃ 时最高； 热解 焦 油主 要 由萘 及 其衍 生物、 高碳 数直 链烷 烃 、苯 酚及 其 衍 生物 、蒽 、 菲及 衍 生 物、
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６ ． ４ ４ ０
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与 半 焦成 型 实验 的研 究 ，考 察热 解 终温 对 解 热产
１ ． ２
收稿日期 ：２ ０ １ ４ － １ １ － ０ ５ 作者简介 ：胡林斐 （ １ ９ ９ １ 一） ，男，山东滨州入 ，中国矿业
半 焦作 为成 型实 验 的原料 。
表 １ 原 煤 的 工 业 分析 与 元 素 分 析
丁１ ＿ ｌ 分析
１ ０， ７ ５
３ ７ ． ７ ６
低 温 煤 焦 油 、高 热值 煤 气 以及 无烟 半 焦 ，低 温煤
焦油 可 以作 为加 氢 改质 原料 生 产 Ｌ Ｐ Ｇ、汽 油 调和 组分 以及 柴 油 ， 高热 值煤 气 可 作为 热解 热 源 或提
物 分布 、特 性 及 不 同热解 终 温 半焦 的成 型特 性 和
反应 活 性 。
佳 以及污 染 环 境等 。对 褐 煤进 行分 级利 用 ，将 其 中富含 不 同 品质组 分 按 照价 值 大 小逐 级提 炼 ，可
为褐 煤低 碳 、高 效利 用 提供 一 条 合 理途 径 川。对 褐 煤 的分 质 利 用工 艺 主要 包括 蒸 发 或非 蒸 发脱 水 提质 ［ ２ 】 ，热解 脱水 、脱挥 发 分提 质 ［ ３ 】 ，溶 剂萃 取 、 抽提提质等 ［ ４ 】 。相 比其 他 提质 工 艺 ，褐 煤 热解 提 质 能 够 充分 利 用褐 煤 中轻重 组 分 ，将 原煤 转 化为
水稻秸秆与煤混合颗粒的流动特性的研究
水稻秸秆与煤混合颗粒的流动特性的研究郭强，刘海峰，陈雪丽，李帅丹，郭小磊，龚新摘要在气流床气化炉内颗粒流动性是一个影响生物质与煤共利用关键因素。
本文研究水稻秸秆和煤的混合颗粒的流动特性。
结果表明：由于共混物的颗粒分离，豪斯纳比率无法表明流动能力。
两者的内摩擦角的正切和α（内摩擦角和休止角的平均值），共混物质量分数显示线性增加，二者增量几乎是相同的。
由此得出影响水稻秸秆颗粒形状两种角度的修正参数关键词：流量特性；混合颗粒；水稻秸秆；煤1 前言由于全球变暖的问题，生物质能源利用的经济适用（如秸秆，甘蔗，咖啡稻壳，木屑和稻壳）[1]。
生物质与煤共同使用，如共气化与燃烧，目前正在考虑作为减少温室气体排放的有效手段[1-3]。
近年来，各种各样的生物质与煤共利用技术，如固定床燃烧或气化，流化床燃烧或气化，煤粉燃烧和气流床气化，吸引了关注世界各地的[4]。
在中国，有丰富的秸秆和煤炭资源，与农村焚烧稻草容易造成环境污染。
因此，水稻秸秆和煤气流床气化将是一个有效的解决方案。
然而，Dai等人指出燃料制备、处理、存储、加工、送料、燃烧和气化行为，积灰和排放仍有许多问题尚未解决[4]。
显然，燃料的加工和处理的问题有在工业过程中的重要影响，特别是对煤粉系统。
同时，生物质颗粒是灵活的、有较大的纵横比和粗糙的表面，因此，本系统研究生物质与煤混合颗粒的流动特性。
粒状材料的研究有着悠久的历史。
然而，直到现在，许多这样的材料的现象，如“巴西果效应”，一直被称为20世纪30年代以来，还没有被完全理解，仍然吸引了很多研究者的关注。
Shinbrot和穆齐奥认为粒度偏析是由重物抬离床惯性引起的，允许更小的颗粒渗透到下面[5]。
burtally等人观察到自发分离的的混合物为细青铜和玻璃类似直径的球体，并认为分离机理是受到空气中的颗粒运动的影响[6]。
M bius等人报道，粒度偏析由粒子间隙影响[7]。
利用和库尔琴提出的方式确定颗粒的“temperature”[8]，其中的气体分子的随机运动定义为温度，研究了颗粒材料的统计特性。
褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究
Ｄａｔｅ ｏｆｏｒａｌ ｄｅｆｅｎｃｅ：
２Ｑ １３：３：２
浙江大学研究生学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。
首先，感谢我的父母，一路上始终将最温暖的关爱无私地给我，让我一路上 倍感温馨，感谢你们这么多年来的默默付出。
由衷地感谢岑可法院士、周俊虎教授和刘建忠教授三位老师。岑院士为我们 营造了一个很好的求学环境；周老师为我们课题组营造了一个积极向上的学习风 气。特别感谢刘老师，作为我的导师，在两年半的时间里，无论在学习上还是生 活上，您都给我无徼不至的关怀，让我的硕士生活充满温馨。在您的悉心指导下， 我学会了如何进行科研，在学术上获得了很多成绩，也学到了很多为人处事的道 理。能成为您的学生，在您身边学习工作两年半是我的荣幸，也是我一生的财富． 由衷地感谢您对我的谆谆教诲和无微不至的关怀！
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论文作者签名：立ｌ幽≤圣
指导教师签名：
论文评阅人１： 评阅人２： 评阅人３： 评阅人４． 评阅人５：
答辩委员会主席： 委员１： 委员２： 委员３： 委员４： 委员５：
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温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能
温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【摘要】为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解.采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较.结果表明:热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能"异常"好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)005【总页数】7页(P1153-1159)【关键词】褐煤;半焦;热解;燃烧性能【作者】马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TQ530马淞江,刘晓芳,戴谨泽,等.温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能[J].煤炭学报,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004Ma Songjiang,Liu Xiaofang,Dai Jinze,et bustion performance of semi-coke from Inner Mongolia lignite under mild pyrolysisconditions[J].Journal of China Coal Society,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004我国褐煤资源丰富,已探明褐煤的保有储量高达1 300亿t,约占全国煤炭总储量的13%,主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部[1]。
煤_焦炉气共热解半焦燃烧动力学特性研究──燃烧模型的建立及其表观活化能动态描述
第27卷第3期燃 料 化 学 学 报V ol127 N o13 1999年6 月JOURNA L OF FUE L CHE MISTRY AND TECH NO LOGY Jun1 1999煤-焦炉气共热解半焦燃烧动力学特性研究Ξ燃烧模型的建立及其表观活化能动态描述廖洪强 李保庆 孙成功(中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室 太原 030001)摘 要 采用热重分析方法(TG A)对煤-焦炉气共热解半焦燃烧动力学特性进行研究,建立了半焦燃烧动力学模型,采用新的数学处理方法,实现了表观活化能在半焦燃烧过程中的动态描述及平均表观活化能的求取。
分析结果表明,表观活化能在半焦燃烧过程中呈“两头高、中间低”的“钟”型动态分布,其变化范围为:47～95k JΠm ol,其中主要燃烧失重阶段(转化率为20%～80%)的表观活化能较低且变化幅度较小,约为47～60k JΠm ol,在燃烧转化率为40%左右出现最低活化能约47k JΠm ol。
同一半焦燃烧过程中,表观活化能与燃烧速率动态分布具有良好的对应关系,即较大燃烧速率对应着较低表观活化能,这说明表观活化能的大小直接体现了半焦燃烧反应活性的高低。
关键词 煤,焦炉气,半焦燃烧,动力学研究煤和半焦的燃烧机理及其动力学分析,目前采用较多的是TG A法,该方法能动态描述煤和半焦燃烧全过程的失重情况,从而动态描述其燃烧特征参数的变化规律。
有关用TG A 法研究煤和半焦燃烧反应性及其燃烧动力学特性的报道很多[1～4]。
Smith[5]用TG A法研究了煤燃烧动力学,指出煤燃烧可以认为是一级动力学反应过程,表示为:-d W/d t=k′W其中K=A exp(-E/RT),W为可燃物重量,作log K-1ΠT图采用分段线性回归求斜率的办法来获得半焦燃烧阶段活化能。
G umming[6]等人利用一级动力学方程,在进样量少、薄层分布和空气过剩的前提下研究了煤焦燃烧动力学特性。
非惰性气氛烘焙稻壳与煤的混燃特性研究
非惰性气氛烘焙稻壳与煤的混燃特性研究对于富煤贫油少气的我国而言,煤炭将长期占据能源的主导地位,但其带来的环境污染问题和节能减排压力亟待缓解。
生物质能源因其碳中和性、低污染性和丰富的资源量而引起广泛关注,将农林废弃生物质与煤炭在现有的燃煤电厂中进行混燃发电是一种可同时带来环境效益和经济效益的能源利用方式。
但生物质的天然低品质特性阻碍了其混燃应用,非惰性气氛下的烘焙则是一种较低成本的生物质预处理提质方式,将非惰性烘焙生物质与煤进行混燃利用具有较好的前景。
非惰性气氛与传统惰性气氛烘焙所得生物质的燃料特性可能存在差异,其与煤的混燃特性也有待进一步研究。
本文以稻壳为主要研究对象,首先在固定床台架上探究了不同气氛（N<sub>2</sub>;CO<sub>2</sub>;模拟烟气;空气）和温度（220/260/300℃）条件下所得烘焙稻壳的质量能量产率和燃料特性,并进行烘焙条件的优选;之后在热重台架上开展了原稻壳/烘焙稻壳与煤的混燃实验,运用TGA方法和动力学分析法探究了其混燃特性,并与原稻壳和煤的混燃进行对比;程序升温速率为20℃/min,混燃煤种为一种烟煤和一种无烟煤,混燃气氛为空气气氛和富氧气氛,混合样中稻壳的质量比例为20/50/70%。
烘焙实验结果表明,220℃时不同气氛的烘焙固体产物特性差异较小,且与原样相比无显著提质作用;随着烘焙温度升高,气氛的影响差异逐渐显现。
260℃和300℃下CO<sub>2</sub>气氛烘焙稻壳的质量能量产率和燃烧特性等均与N<sub>2</sub>气氛烘焙效果最为相近;模拟烟气烘焙稻壳的质量和能量产率有所降低,但仍在75%以上,且燃烧活性无显著降低;而空气气氛烘焙稻壳在中高温时质量和能量损失最高达50%左右,着火和燃尽特性也较差。
因此,选取260℃下CO<sub>2</sub>和模拟烟气气氛烘焙稻壳与煤进行混燃实验。
生物质半焦燃烧特性实验研究
生物质半焦燃烧特性实验研究
潘伟林;朴桂林;谢浩;张居兵
【期刊名称】《洁净煤技术》
【年(卷),期】2013(019)001
【摘要】为了提高生物质秸秆利用率,以小麦秸秆和玉米秸秆为研究对象,在400、450℃的炭化温度下制备了小麦秸秆和玉米秸秆半焦.采用TG-DTA热分析联用技术研究了升温速率、氧浓度对半焦反应动力特性的影响,建立了反应动力学模型,获得了不同工况下的频率因子及活化能.实验结果表明:活化能随着升温速率的变大及氧浓度的提高而略微减小；频率因子受升温速率以及燃烧氛围影响较大,氧气浓度越高则频率因子越大；升温速率越快则频率因子越大.
【总页数】5页(P83-86,96)
【作者】潘伟林;朴桂林;谢浩;张居兵
【作者单位】南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042
【正文语种】中文
【中图分类】TK6;TD98
【相关文献】
1.O2/CO2气氛下生物质半焦加压燃烧特性的实验研究 [J], 马强;王勤辉;韩龙;程乐鸣
2.生物质热解半焦燃烧特性的实验研究 [J], 车德勇;李洪;杨亚龙;蒋文强;孙艳雪
3.生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究 [J], 贺新福;吴红菊;杨蕾;魏建国;周安宁
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5.生物质热解半焦水蒸气气化制取富氢燃气实验研究 [J], 李博; 鄢丰; 王桂琴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
褐煤与稻壳共热解过程中氢的迁移及分布特征研究
和半焦中 ＨＰ －Ｅ 通过元素分析仪得到；气体产物中
ＨＰ －Ｅ 通过 ＧＣ 检测后计算得到；理论值 ＨＰ －Ｔ 由加
权法计算。 另一种氢含量表示方式以干燥无灰基原
１ ３ 分析测试
摘 要：为考察外加富氢物质对低阶煤热解焦油产率及质量的影响规律，阐明低阶煤与外加富氢物质
共热解作用机理，以锡林浩特褐煤（ ＸＬ） 和稻壳（ ＤＫ） 为原料，在铝甑干馏炉中进行低温共热解，通过
比较单独热解与共热解产物产率及氢分布的实际值与理论值，研究锡林浩特煤与稻壳共热解过程中
氢的迁移及分布特征。 结果表明：锡林浩特煤与稻壳共热解过程中发生了协同作用，稻壳木质素中的
立分析仪器有限公司 ＧＣ９７９０Ⅱ型气相色谱仪测定；
各热解焦油中的正己烷可溶物所含组分及相对含量
采用美国 Ａｇｉｌｅｎｔ 公司 ６８９０ － ５９７３Ｎ 型气相色谱 － 质
谱联用仪（ ＧＣ ／ ＭＳ） 分析。
１ ４ 热解产物中氢含量计算
热解产物中氢含量有 ２ 种表示方式，一种以产
物为基准（ 记为 ＨＰ） ，其试验值记为 ＨＰ － Ｅ，理论值
５ ℃ ／ ｍｉｎ 升温速率升至 ５５０ ℃ 并保持 ２０ ｍｉｎ。 程序
结束后，立即取出铝甑；冷却至室温后称锥形瓶增
重，并将铝甑中的固体残渣称重。
元素分析 ／ ％
Ｎ ｄａｆ
Ｓ ｔ，ｄ
４．１６
１．１６
０．４６
２３．１０
６．１４
０．７７
０．０４
３８．８８
Ｏ ａｄａｆ
仪分析；气体产物中各组分体积分数采用温岭市福
为方便起见，将各配比锡林浩特煤 ／ 稻壳混合物记为
水稻秸秆与煤粉混合燃烧特性及动力学
水稻秸秆与煤粉混合燃烧特性及动力学摘要：釆用热重分析法研究了水稻秸秆（RS）、煤粉（PC）及两者不同掺混比的混合物在不同升温速率下（10，20，40℃/min）从室温升至1000℃的燃烧特性，用Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）法和Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算了燃烧过程中的活化能。
结果表明，失重速率（DTG）曲线中RS比PC多一个失重峰，且残余质量低。
随升温速率增加，所有样品DTG曲线均向高温偏移，产生热滞后现象。
RS和PC在混合燃烧过程中存在协同效应，且高温区域内更显著。
PC掺混比例为50wt%时，混合物平均活化能的计算值较低，仅为76.0kJ/mol （KAS）和83.2kJ/mol（FWO）。
1前言中国已成为世界上第一大能源生产国和消费国，我国每年秸秆产量有9亿吨，水稻秸秆资源十分丰富，但生物质能源存在能量密度低和运输困难等缺点，导致综合利用率较低，资源浪费且污染环境。
水稻秸秆等农副产品的资源化利用对保护环境、节约资源及提高经济等具有重大意义[1]。
煤与水稻秸秆混合燃烧既能有效改善生物质能源利用，又可降低煤炭资源消耗，同时治理环境污染。
近年来，生物质与煤混合燃烧特性研究受到广泛关注，Liu等[2]用非等温热重分析法研究了两种草本生物质（甜菜根和柳枝稷）与烟煤的共燃动力学；Yu 等[3]研究了富氧条件下掺混比和氧气浓度对两种生物质（百慕大草和玉米秆）与烟煤共燃特性和动力学的影响；Yi等[4]对生物质与生物炭的共燃行为展开研究，得出混燃过程中生物炭与生物质之间存在协同作用，可燃性更好。
煤与其它生物质如污泥、油页岩的共燃特性也有研究[5,6]。
对水稻秸秆与煤粉之间共燃行为及其协同作用的研究较少。
本工作研究了不同掺混比的水稻秸秆与煤粉在10，20和40℃/min升温速率下的混合燃烧特性，考察了水稻秸秆与煤粉共同燃烧过程中的协同作用，采用Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）法和Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算了水稻秸秆、煤粉及其混合物在燃烧过程中的动力学特性参数。
稻秆与煤混烧床料聚团的试验研究
ａｇｏ ｒｔ ｎ ｃ ａ ｇ ｓｔ ｉｐ ｒｅ ａｔ ｌｓ ＤＸ— ａ ｕｅ ｎｓｒ ｖ ａｅ ｈ ｔｔｅｃ ａ ｇ ｓｏ ０ Ｃ Ｏ， ２ Ｐ０ｓ ｇ ｌｍｅａｉ ｈ ｎ ｅ ｏ ｄｓｅｓｄ ｐ ｒ ｃｅ ．Ｅ ｏ ｉ ｍｅ ｓｒｍｅ ｔ ｅｅ ｌｄ ｔａ ｈ ｈ ｎ ｅ ｆＫ２ ， ａ Ｎａ０，２
掺混比有一定 的相关关 系． ． 因此 稻草与煤混烧对床料聚团的缓解是复杂 的化学 反应导致灰熔点升高和煤灰对 稻草灰 中碱金属化合物稀释共 同作用 的结果．
关键 词 ： 生物质； 燃烧； 煤； 聚团； 流化床
中 图分类 号 ：３３ Ｑ４． １
文 献标 志码 ： Ａ
文章 编 号 ：０８７１｛ １）２Ｏ１—６ １０—５６２ ００一１３０ ０
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稻壳和褐煤热解特性的初步研究
稻壳和褐煤热解特性的初步研究赵淑蘅;蒋剑春;孙云娟;胡亿明【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2012(030)007【摘要】利用TG-DSC联用分析稻壳与褐煤热解过程中热失重规律及吸放热情况,结果发现,稻壳的热失重率较大,共热解失重过程相当于二者单独热失重过程的叠加.通过DSC曲线分析稻壳与褐煤热解过程的吸放热量显示,与二者单独热解过程不同的是共热解在高温热分解阶段须吸收大量的热量.利用气相色谱分析不同温度下稻壳与褐煤热解气体产物各组分比例,并与热失重过程相对应分析气体产物变化规律,结果发理,H2和CH4气体组分变化规律相同；与褐煤热解相比,稻壳热解气体产物中CO气体组分较多.总体而言,共热解产物是二者单独热解产物的简单加和,但共热解过程吸放热量变化却显示二者存在热量交换和相互影响.【总页数】4页(P54-57)【作者】赵淑蘅;蒋剑春;孙云娟;胡亿明【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏省生物质能源与材料重点实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京 210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏省生物质能源与材料重点实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京 210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏省生物质能源与材料重点实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京 210042;中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京 100091;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏省生物质能源与材料重点实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京 210042【正文语种】中文【中图分类】TK6;S216.2【相关文献】1.褐煤与稻壳加水共热解特性研究 [J], 赵淑蘅;蒋剑春;孙云娟;胡亿明2.基于金属氧化物催化剂的稻壳热解特性及动力学研究 [J], 张腊;郭景念;张琼;张玲秀3.基于TG-FTIR的水洗稻壳热解特性研究 [J], 陈雲;高安江;王蕾;郭佳佳;任庆龙;章一蒙4.锡林浩特褐煤与昭通褐煤热解特性研究 [J], 刘江; 张媛5.小球藻和稻壳的共热解特性及其动力学研究 [J], 夏雨晴;廖艳芬;马晓茜;沈娜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
褐煤制半焦可行性分析
褐煤制半焦可行性分析褐煤是一种含水率较高的煤炭资源，通常其含水率在20%至40%之间。
由于其含水率较高，褐煤可以通过干燥和脱水等工艺进行预处理，以提高其燃烧效率和燃烧热值。
褐煤制半焦是将褐煤经过热解、焦化等工艺处理后得到的焦炭产品。
半焦具有较高的热值、较低的灰分和硫分含量，可以用于冶金、化工、军工等行业。
首先，从原料角度来看，褐煤作为一种广泛分布的煤炭资源，资源储量较大，且开采成本相对较低，因此褐煤作为原料制取半焦具备一定的优势。
同时，褐煤的含水率较高，通过脱水处理可以有效提高褐煤的燃烧特性和热值，进而对制取半焦产生积极影响。
其次，从环保角度来看，褐煤制半焦相对于其他煤种制焦的过程中，因为褐煤的含硫量较低，因此半焦的含硫量也相对较低，有利于减少有害气体的排放。
此外，褐煤为固体燃料，相对于液态燃料或气态燃料而言，其燃烧过程中产生的固体废弃物更易于处理和处置。
再次，从市场需求角度来看，半焦作为一种重要的冶金原料，在冶金、化工等行业具有广泛的应用。
随着中国经济的持续发展和社会的进步，对半焦的市场需求将逐渐增加，因此褐煤制半焦在市场上具备一定的前景和潜力。
然而，褐煤制半焦也存在一些问题和挑战。
首先，由于褐煤的含水率较高，制取半焦的过程中需要耗费大量能源进行干燥和脱水处理，这会增加生产成本。
其次，褐煤中的杂质较多，对设备的磨损和腐蚀较大，需要采取一定的措施来解决这些问题。
此外，褐煤的燃烧性能相对较差，需要引入其他燃料来辅助燃烧，进一步增加了生产成本。
综上所述，褐煤制半焦具备一定的可行性。
从资源角度来看，褐煤作为广泛分布且储量较大的燃料，具备一定的优势。
同时，其相对较低的硫分含量和固体废弃物易于处理的特点，使其在环保方面具备一定的优势。
但是，由于褐煤的含水率较高和燃烧性能相对较差，制取半焦的过程中会面临一些技术和经济上的挑战。
因此，在实施褐煤制半焦项目时，需要充分考虑这些问题，合理规划和设计生产工艺，并结合现代技术手段来解决这些难题。
褐煤半焦水蒸气气化特性及动力学研究
褐煤半焦水蒸气气化特性及动力学研究王紫萱;窦金孝;田露;余江龙【摘要】利用热重分析仪研究了植入金属氧化物对褐煤半焦水蒸气气化反应的影响,并对其气化反应机理及动力学特性进行了分析.实验结果表明:水蒸气气化反应温度和负载的过渡金属氧化物是影响半焦水蒸气气化反应的重要因素.随着气化反应温度的升高,反应速率加快;Fe-Zn形成的复合金属氧化物铁酸锌对半焦气化反应具有最强的催化作用,达到最大气化反应速率的时间最短,具有最小的表观反应活化能(166.89 kJ/mol).【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2016(039)004【总页数】5页(P21-25)【关键词】半焦;水蒸气气化;金属氧化物;转化率;动力学【作者】王紫萱;窦金孝;田露;余江龙【作者单位】辽宁科技大学化工学院,先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,114051 辽宁鞍山【正文语种】中文【中图分类】TQ544;O643我国煤炭资源的利用主要以煤的直接燃烧发电为主，但由于煤炭的不完全燃烧会产生大量粉尘而形成雾霾天气，并排放出大量温室气体，因此，充分利用并高效转化低活性煤炭资源对大气污染的治理与洁净煤生产技术的发展均具有重要意义.随着近年来国家对环境污染问题的日益重视以及洁净煤技术的提出，煤气化技术越来越受到国内外学者的广泛关注.其中，通过气化技术使煤炭转化为清洁气体燃料已经成为一个重要的研究方向.负载金属氧化物的褐煤半焦作为高效脱硫剂，不仅能够脱除中高温煤气中的含硫气体[1]，还能有效减缓有害气体对管道和设备的腐蚀.同时，半焦负载的金属氧化物对于半焦气化过程有一定的催化作用，能够克服现有气化技术存在的反应温度高、能耗大、产气净化难等问题.[2-3]由于中高温煤气中含有一定量的水蒸气，对负载金属氧化物的半焦脱硫剂的稳定性能有一定影响，因此，对负载过渡金属氧化物的褐煤半焦水蒸气气化特性进行研究十分重要.目前，已有很多关于煤焦水蒸气气化的研究报道.ZHANG et al[4]在研究维多利亚褐煤半焦水蒸气气化时发现，生成的H自由基能够促使半焦中小芳香环系统向大芳香环系统转化，致使半焦的大分子聚合度增加，反应系统降低.王磊等[5]的研究表明，半焦气化过程中，钙元素的植入提高了褐煤半焦的反应活性，缩短了反应时间.杨利等[6]的研究表明，在褐煤水蒸气气化初期，铁元素为高度分散的超细FeOOH或Fe3O4晶体.朱廷钰等[7-9]对煤焦气化反应动力学和气化活性进行了研究，认为热重分析法是研究煤焦气化动力学的重要手段之一，而等温法是在一定的气化温度下研究煤样的质量随时间的变化情况，能够得到反应的整体性.[10]本研究在热质联用仪(STA-MS)上对植入金属氧化物的褐煤半焦进行水蒸气气化实验，利用等温热失重分析法研究半焦样品的水蒸气气化反应特性和动力学，探讨植入金属氧化物对半焦水蒸气气化反应的催化作用机理.1.1 样品制备本研究采用内蒙古神华褐煤作为原煤样，煤样的工业分析结果见第22页表1.煤样粒度为75 μm～125 μm，将煤样用6 mol/L盐酸溶液酸洗12 h，然后用去离子水洗涤至pH大于5.煤样中所添加金属前驱物Fe(NO3)3·9H2O和Zn(NO3)2·6H2O均为分析纯.按金属原子质量与酸洗煤质量比分别约为10%和5%植入Fe和Zn，过程如下：将所需硝酸盐溶于去离子水中，配制成溶液，然后将酸洗煤样加入溶液中持续搅拌4 h，滴加浓氨水至pH值大于9.5，继续搅拌4 h后过滤，再将煤样于105 ℃在氮气气氛下干燥至恒重，筛选出粒度为75 μm～125 μm的酸洗煤样，密封存储，备用.半焦的制备在流化床石英反应器中进行，所制半焦的工业分析结果见表1.本实验分别采用F10，Z5和F10Z5表示约含10%Fe，5%Zn及10%Fe和5%Zn的样品.实际植入的金属含量(质量分数)见表2.1.2 气化实验热重分析实验在德国NETZSCH公司生产的STA449F3型热重分析仪上完成.实验条件为：样品10 mg左右，粒径为120目～200目(75 μm～125 μm)，以高纯氩气(≥99.999%)为载气，气体流量为100 mL/min，分别按升温速率β=10K/min程序升温，由室温升到800 ℃，850 ℃和900 ℃进行恒温水蒸气气化实验.达到等温气化温度后，通入水蒸气开始气化实验，水蒸气和氩气体积比为4∶6，气体总流量为100 mL/min.2.1 温度对F10样品等温水蒸气气化特性的影响图1为F10样品在不同温度等温条件下的水蒸气气化失重(TG)和失重速率(DTG)曲线.由图1可知，随着气化反应温度的升高，反应速度加快，反应剧烈程度增强，DTG曲线向高温方向推移，最大峰值出峰时间延长.不同气化温度下水蒸气气化达到50%失重率所需要的时间显著不同，气化温度为800 ℃时需要76 min，气化温度为850 ℃时需要28 min，气化温度为900 ℃时需要13 min.不同气化温度下F10样品转化率随时间的变化曲线见图2.由图2可知，随着气化反应温度的升高，F10样品的转化率提高，说明气化反应温度是影响气化过程中半焦反应活性的重要因素，提高反应温度可以明显提高半焦的气化反应活性.这是由于半焦水蒸气气化反应是典型的非均相吸热反应，随着反应温度的升高，反应速率常数增大，反应速度加快.同时，反应温度升高，水蒸气分子热运动速度加快，与半焦样品接触机会增多，碰撞速度加快，因此，半焦样品在较高温度下有较高的反应活性.2.2 半焦水蒸气气化活化能对半焦样品进行动力学计算分析，能够更好地了解褐煤半焦水蒸气气化实验过程.气化过程中半焦转化率(x)的表达式为：式中：m0为样品的初始质量，mg；mt为t时刻样品的质量，mg；m1为反应后样品的剩余质量，mg.将半焦转化率对相应的气化反应时间t求一阶微分[11]，得到半焦气化反应速率，其表达式为：式中：k为反应速率常数；n为反应级数.式(2)两边取对数，得到：将式(3)中和ln(1-x)作图，得到一条拟合直线[12]，其斜率为反应级数n，截距为lnk.其中，反应速率常数k是温度的函数，用Arrhenius方程表示为：式中：A为指前因子(又称频率因子)，min-1；E为表观活化能，kJ/mol；R为气体常数，8.314×10-3 kJ/(mol·K)；T为绝对温度，K.式(4)两边取对数，得到：在一定温度范围内，反应机理不变，活化能数值不变，将lnk和作图，得到一条拟合直线，其中斜率为，截距为lnA.根据F10样品在不同温度下等温水蒸气气化失重(TG)曲线以及式(1)～式(5)，计算得到F10样品水蒸气气化反应活化能及其相应参数.不同温度条件下F10样品水蒸气气化的反应级数和速率常数见表3.由表3可以看出，F10样品水蒸气气化的反应级数约为1，随着温度的升高，反应速率常数逐渐增大.图3为F10样品在不同气化温度下lnk随1/T的变化曲线.由图3可以看出，随着温度的升高，lnk的值逐渐增大.根据式(1)～式(5)得出F10样品的活化能为172.73 kJ/mol，频率因子为4.5×106/min.2.3 植入金属氧化物对褐煤半焦水蒸气气化特性的影响气化温度为900 ℃时不同金属氧化物催化褐煤半焦的水蒸气气化的失重曲线见图4.由图4可知，植入金属氧化物后的半焦样品气化反应速度加快，反应程度剧烈增强，气化反应活性增大.经过金属盐溶液浸渍处理的褐煤热解气化后，金属氧化物分布在半焦孔隙的内外表面，对水蒸气气化有一定的催化作用.半焦及植入金属氧化物半焦样品在900 ℃下水蒸气气化达到50%失重率所需时间显著不同，半焦样品需要16 min，Z5样品需要14 min，F10样品需要13 min，而F10Z5样品需要12 min.由相应的反应时间可以看出，不同金属氧化物对半焦样品的水蒸气气化反应具有不同的催化作用.二元金属(Fe和Zn)氧化物具有最好的催化半焦水蒸气气化的效果.气化温度为900 ℃时负载不同金属氧化物的半焦转化率随时间的变化曲线见图5.由图5可以看出，随着气化时间的延长，褐煤半焦样品的转化率逐渐增加，最终所有半焦样品转化率趋于平衡，达到最大值.但气化过程中转化率不同，可能是由半焦内外表面附着不同的金属氧化物所致.负载不同金属氧化物的半焦样品水蒸气气化的表观活化能及频率因子见表4.由表4可知，负载不同金属氧化物的半焦的水蒸气气化活化能由178.41 kJ/mol依次降低到174.77 kJ/mol，172.73 kJ/mol和166.89 kJ/mol，说明半焦负载的金属(Fe和Zn)氧化物可以催化半焦与水蒸气的气化反应，加快反应进程，而植入二元金属氧化物后，样品活化能明显低于植入一元金属氧化物后样品的活化能，说明生成的复合金属氧化物对水蒸气气化反应的催化作用更显著.由表4还可以看出，随着表观活化能(E)的增大，频率因子(A)增大，说明表观活化能(E)与频率因子(A)之间存在动力学补偿效应，关系式为A=0.262 76E-43.01.图6为水蒸气气化反应前不同半焦样品的XRD谱.由图6可以看出，植入半焦中的金属主要以金属氧化物的形式存在.对于样品Z5，活性组分主要以ZnO形式存在于半焦的内外表面；对于样品F10，活性组分主要为FeO和Fe3O4；而对于样品F10Z5，活性组分中出现了新的物相铁酸锌(ZnFe2O4)，该复合氧化物能够明显催化褐煤半焦的气化反应.在半焦的水蒸气气化反应过程中，可能发生的反应为[13-16]：其中，式(8)为CO解吸反应；式(9)为C(O)和MO2—C的反应；M表示过渡金属元素；Cf表示活性半焦表面的活性位点.WANG et al[14]认为植入金属钾后，碳的水蒸气气化催化过程中有氧的转移和中间体混合物产生.根据这个原理，WU etal[15]认为在气化催化过程中，气化反应对CO和CO2的生成具有一定的选择性，而选择性气化过程是由C(O)的吸解作用和C(O)与活性中间体MO2—C反应的竞争决定的.在半焦样品中植入金属氧化物后，金属氧化物分布在半焦孔隙的内外表面，能够形成较多的金属催化剂的活性中间体，有利于水蒸气气化反应的进行以及CO和CO2的生成.1) 温度对褐煤半焦水蒸气气化有显著的影响，随着气化反应温度的升高，反应速率增大.2) 在褐煤半焦中植入过渡金属氧化物对提高半焦水蒸气气化有显著影响.植入过渡金属氧化物明显提高了半焦在水蒸气气化过程中的反应速率，且植入二元金属氧化物效果比植入一元金属氧化物效果好.3) Fe-Zn复合金属氧化物对半焦气化反应具有最强的催化作用，并具有最小的气化反应活化能(166.89 kJ/mol)，而F10样品、Z5样品和半焦样品的水蒸气气化活化能依次为172.73 kJ/mol，174.77 kJ/mol和178.41 kJ/mol.4) 金属在半焦中以金属氧化物的形式存在，对半焦水蒸气气化起到明显的催化作用.Fe-Zn复合金属氧化物的活性组分中存在的铁酸锌对褐煤半焦气化反应的催化效果最为显著.【相关文献】[1] 窦金孝，李先春，余江龙，等.半焦负载铁基脱硫剂及其焦炉煤气脱硫特性[J].煤炭转化,2015,38(3):49-54.DOU Jinxiao,LI Xianchun,YU Jianglong,et al.Sulfidation Properties of Char Supported Iron-based Sorbents for Coke Oven Gas Cleaning[J].Coal Conversion,2015,38(3):49-54.[2] 许凯.K-/Ca-/Fe-化合物的煤催化气化反应机理研究[D].武汉：华中科技大学,2013.XU Kai.Study on the Mechanism of K-/Ca-/Fe-compounds Catalyzed CoalGasification[D].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology,2013.[3] 姜明泉.煤焦碱金属催化水蒸气气化——产氢行为和催化剂性能的研究[D].上海：华东理工大学,2013.JIANG Mingquan.The Study on Alkali-catalyzed Gasification of Coal Char:Behaviors of Hydrogen Production and Performances of the Catalysts[D].Shanghai:East China University of Science and Technology,2013.[4] ZHANG Shu,MIN Zhenhua,TAY H L,et al.Effects of Volatile-char Interactions on the Evolution of Char Structure During the Gasification of Victorian Brown Coal inSteam[J].Fuel,2011,90(4):1529-1535.[5] 王磊，余江龙，尹丰魁，等.钙元素对褐煤热解和气化特性的影响[J].煤化工,2012(1):27-30. WANG Lei,YU Jianglong,YIN Fengkui,et al.Impact of Calcium on Pyrolysis and Gasification Characteristics of Brown Coal[J].Coal Chemical Industry,2012(1):27-30.[6] 杨利，王冬梅，尹丰魁，等.铁元素对褐煤热解及气化特性的影响[J].煤化工,2011(1):23-26. YANG Li,WANG Dongmei,YIN Fengkui,et al.Impact of Iron-loading on the Pyrolysis and Gasification Features of the Brown Coal[J].Coal Chemical Industry,2011(1):23-26.[7] 朱廷钰，汤忠，黄戒介，等.煤温和气化特性的热重研究[J].燃料化学学报,1999,27(5):420-423. ZHU Tingyu,TANG Zhong,HUANG Jiejie,et al.Thermo-gravimetric Study of Coal Mild Gasification[J].Journal of Fuel Chemistry and Technology，1999,27(5):420-423.[8] YE D P,AGNEW J B,ZHANG D K.Gasification of a South Australian Low-rank Coal with Carbon Dioxide and Steam:Kinetics and Reactivity Studies[J].Fuel,1998,77(11):1209-1219.[9] 崔洪，徐秀峰，顾永达.煤焦CO2气化的热重分析研究(Ⅱ):程序升温热重研究[J].煤炭转化,1996,19(3):82-85.CUI Hong,XU Xiufeng,GU Yongda.A Thermogravimetric Study of Char-CO2 Gasification (Part Ⅱ):by Temperature-programmed Thermogravimetry[J].CoalConversion,1996,19(3):82-85.[10] 周志杰，范晓雷，张薇，等.非等温热重分析研究煤焦气化动力学[J].煤炭学报,2006,31(2):219-222.ZHOU Zhijie,FAN Xiaolei,ZHANG Wei,et al.Char Gasification Kinetics Using Non-isothermal TGA[J].Journal of China Coal Society,2006,31(2):219-222.[11] 周静，周志杰，龚欣，等.煤焦二氧化碳气化动力学研究(Ⅰ):等温热重法[J].煤炭转化,2002,25(4):66-69.ZHOU Jing,ZHOU Zhijie,GONG Xin,et al.Study of Char-CO2 Gasification (Ⅰ):by Isothermal Thermogravimetry[J].Coal Conversion,2002,25(4):66-69.[12] 向银花，王洋，张建民，等.煤气化动力学模型研究[J].燃料化学学报,2002,30(1):21-26. XIANG Yinhua,WANG Yang,ZHANG Jianmin,et al.A Study on Kinetic Models of Char Gasification[J].Journal of Fuel Chemistry and Technology,2002,30(1):21-26.[13] DOMAZETIS G,JAMES B D,LIESEGANG J,et al.Experimental Studies and Molecular Modelling of Catalytic Steam Gasification of Brown Coal Containing IronSpecies[J].Fuel,2012,93(1):404-414.[14] WANG Jie,YAO Yihong,CAO Jianqin,et al.Enhanced Catalysis of K2CO3 for Steam Gasification of Coal Char by Using Ca(OH)2 in Char Preparation[J].Fuel,2010,89(2):310-317.[15] WU Youqing,WANG Jianjian,WU Shiyong,et al.Potassium-catalyzed Steam Gasification of Petroleum Coke for H2 Production:Reactivity,Selectivity and GasRelease[J].Fuel Processing Technology,2011,92(3):523-530.[16] OHTSUKA Y,ASAMI K.Steam Gasification of Coals with Calcium Hydroxide[J].Energy and Fuels,1995,9(6):1038-1042.。
动力工程-褐煤及其混煤燃烧、结渣特性的实验研究
第19卷 第6期 ・428・1999年12月动 力 工 程POW ER EN G I N EER I N G V o l .19N o.6 D ec .1999 文章编号:100026761(1999)0620428206褐煤及其混煤燃烧、结渣特性的实验研究张晓杰1, 王 阳2, 李振中2, 李松庚2聂其红1, 孙少增1, 张经武2, 秦裕琨3(1.东北电力科学研究院,沈阳110006;2.国家电站燃烧技术研究工程中心,沈阳110034;3.哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)摘 要:在1个容量为640M J h 、配有独立制粉系统和烟气在线分析系统的热态试验台上,利用3种褐煤进行了试验。
试验结果表明:混煤中的单一煤种在混煤燃烧过程中基本保持各自特性,混煤的结渣特性与各自煤种的结渣特性有很大的不同。
图6表4参6主题词:混煤;燃烧;结渣;试验中图分类号:T K 16 文献标识码:A收稿日期:1999203205作者简介:张晓杰(1969～),男,现在东北电力科学研究院工作,同时为哈尔滨工业大学热能工程专业博士生。
主要从事煤粉燃烧技术研究工作。
已发表论文10多篇。
0 概述由于我国煤炭洗选率较低,运输能力不足以及国家有关对锅炉等燃烧设备尽量燃用劣质煤的政策等原因,造成用煤企业经常燃用2种或2种以上的混煤。
1987年,哈尔滨成套设备研究所对全国的428个主力火电厂的基本情况进行调查时,发现很多电厂烧非设计煤种或混煤[1]。
若煤种选择恰当,混合均匀,配比合理,创造良好的燃烧条件,则能发挥组分煤种各自的优越性,取长补短,给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。
然而,混煤虽然是一个简单的机械混合过程,但由于不同煤种的组成及特性不同,造成各煤种有着不同的燃烧特性,而掺烧时不可能同时满足掺混煤种的燃烧条件,若混煤配置不当,会造成燃烧设备运行水平下降,燃烧不稳定,效率降低,结渣积灰加剧,甚至造成停炉事故。
对于混煤燃烧和结渣规律,国内外已进行过一些研究。
稻草燃烧特性实验研究
中 国 是 目前世 界 上 第 二 位 能 源 生 产 国和 消 费
性 ，可 以有效 拉动地 方经 济发展 ，发 挥生物 质 能源
国。在全球矿产资源逐步枯竭 的背景下 ，各 国都 在 研 究利 用 新 型 能源 。稻 草 是 水稻 成 熟 收 获 后 除 去 籽 实 剩 下 的茎 秆 和 叶片 的 统称 ［ １ ］ ，我 国南 北 各 地 均 有 栽 培 水 稻 ，常 年 水 稻 产量 约 占粮 食 总 产 量 的４ ０ ％， 谷 草 比为 １ － １ 左 右 。我 国稻 草 资 源 十 分 丰 富 ，稻 草等 农 副 产 品 的资 源 化利 用 具有 重 大 意
义。
的优 势 ，具有 不与人 争粮 ，不 与粮争 地 ，不与传 统 行业 争利 ，不 与发达 国家争资源 的优 势ｐ 】 。
１ 稻草 基本 特性 研究
１ ． １ 方法 提要
稻 草 作 为 基 本 燃 料 的开 发 利用 有 利 于 改善 环 境 ， 同 时可 以满 足 社 会 对 能 源 的 需 求 。开发 这 一 能源 的 意 义 为 ：缓 解 和 消 除 温 室气 体 效 应 ；有 效
烧 ，由于 固定碳 的燃点高，较 多的固定碳有利于
作者简介 ：徐徐 （ １ ９ ９ ０ 一），女，江苏南京人，２ ０ １ ２ 年毕业于南
京林 业大学热能与动力工程 专业，学士学位 ，现任 南京市锅炉压力 容器检验研究院质量业务员 。
第１ ２ 期
徐徐 稻草燃烧特性实验研究
３ ７．
３ ７ ． ４ ２ ６ ５ ． ３
５ ． ５ ３ ４ ． １ １
４ １ ． ８ ９
１ ． １ ５
煤与稻草共热解特性研究
煤与稻草共热解特性研究
赵晓倩;陈宏振
【期刊名称】《应用能源技术》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】用热重法研究不同煤化程度煤与稻草共热解特性.结果表明:煤与稻草共热解的TG曲线随稻草掺混比例的增加向低温区移动,趋近稻草单独热解的TG曲线;DTG曲线主要热解阶段的两个区间曲线和特征参数分别与稻草、煤单独热解的相似.通过对热解特征参数实际值和理论值的对比,稻草对共热解过程有一定的促进作用,而煤对共热解过程则没有表现出明显作用.
【总页数】5页(P44-48)
【作者】赵晓倩;陈宏振
【作者单位】江苏建筑职业技术学院,江苏徐州221116;徐州市生物质能源工程技术研究中心,江苏徐州221116;江苏建筑职业技术学院,江苏徐州221116
【正文语种】中文
【中图分类】TQ530.2;S216.2
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能源植物与褐煤混燃特性
能源植物与褐煤混燃特性
芦竹和互花米草是能源植物,具有热值高、产量大、对土壤要求低,硫含量低等优点,具有较大的发展前景。
同时,我国褐煤储量丰富,但是开发利用还不够充分。
因此,将二者共利用可有效缓解化石能源短缺问题和环境污染等问题,本论文选取芦竹、互花米草、云南褐煤和蒙西褐煤为实验样品,采用热重分析法探究能源植物和褐煤的热化学转化规律。
针对能源植物与褐煤的单独热解及共热解过程,考察了实验样品质量随温度的变化关系。
通过比较不同升温速率(10、20和30℃/min)下能源植物与褐煤的热重曲线,分析了升温速率对其热解特性的影响。
同时,采用热重-质谱联用技术检测了芦竹与褐煤热解过程的主要产物,分析了各温度范围气体释放原因,并通过积分质谱曲线分别获得了芦竹与煤热解产生的气体污染物(二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物)的释放强度。
针对能源植物与褐煤的单独燃烧及混合燃烧过程,采用外推法分别定义了着火温度和燃尽温度,计算了着火指数和综合燃烧指数,考察了掺混比例对混合物燃烧特征的影响,并探究了芦竹与云南褐煤、互花米草与京隆褐煤的最佳掺混比,发现芦竹掺入云南褐煤的最佳比例为30%,互花米草掺入蒙西褐煤的最佳比例为10%。
将能源植物与褐煤单独燃烧的热重曲线进行加权计算获得了混合物燃烧的“理论热重曲线”,发现理论曲线与实验曲线基本重合,表明能源植物与褐煤混燃过程并未发生协同效应。
能源植物和褐煤燃烧主要分为挥发分燃烧和焦炭燃烧两个阶段,在上述研究基础上,采用Coats-Redfern模型分别对芦竹与云南褐煤、互花米草与京隆褐煤
的两燃烧阶段进行分析计算,得到了各样品单独燃烧及混合燃烧的动力学参数,拟合直线的相关系数均在0.98以上。
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赵 晓倩 ， 陈宏振
（１ ＿江苏 建筑 职业 技术 学 院 建 筑设 备 与市 政工程 学 院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ； ２ ． 徐州 市生 物质 能 源工程 技 术研究 中心 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６）
摘 要 ：用热 重法研 究 了褐煤 与稻 草 混合 半 焦的燃 烧 特性 ， 考 察 了稻 草 比例 和 半 焦 制备 温度 对混 合 半焦燃 烧特 性 的影 响 ， 并对其 燃烧 动 力 学参数 进行 了计 算． 结 果表 明 ： 半 焦制 备 温度 为 ３ ５ ０℃和
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５ ５ ０℃时 ， 稻 草 比例 对混合 半焦 的燃烧 几乎 没 有影 响 ； 在 ７ ５ ０℃时 ， 稻 草 比例 为 ２ ０ 的混合 半 焦其
ＴＧ 和 ＤＴ Ｇ 曲线 明显 向高 温 区偏 移． 随 着制备 温 度 的提 高 ， 混合 半 焦着 火 温度提 高 ， 失 重 率减 少．
半 焦燃烧 为 一级反 应 （ 一 １ ）， 活化 能在 ４ ９ ． ７ ８ ～８ ３ ． ０ ４ ｋ Ｊ ／ ｏｏ ｔ ｌ 范 围内 ， 制备 温度 越 高 ， 混 合 半 焦 的
活化 能也 越 高． 随着稻 草 比例 的 变化 ， 活化 能没有 表现 出明显 的规律 性．
关键 词 ：褐 煤 ；稻 草 ；混 合半 焦 ；燃烧 特性 ；动 力 学 中 图分 类号 ：ＴＱ ５ ３ ０ ． ２ ； Ｓ ２ １ ６ ． ２ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：２ ０ ９ ５— ３ ５ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ０ ５— ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｍｉ — ｃ ｏ ｋ ｅ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ａ ｗ
第 １ ３卷 第 ３期 ２ ０ １ ３ 年 Ｏ ９月
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
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Ｖｏ Ｉ ｜ １ ３ №． ３
Ｓ ｅ ｐ ．２ ０ １ ３
褐 煤 与 稻 草 混 合 半 焦 燃 烧 特 性 及 动 力 学 研 究
２ ２ １ １ １ ６， Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ２． Ｘｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｂｉ ｏ ｒ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ，Ｘｕ ｚ ｈ ｏ ｕ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ ２ １ １ １ ６，Ｃｈ ｉ ｎ ａ）