煤颗粒物性及热转化特性随粒径变化规律研究

与常规煤粉(百微米)相比,超细煤粉(<20mm)的颗粒性质与热转化特性均可得到明显改善。本文以神华烟煤为研究对象,采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对不同粒径煤粉的元素组成、官能团分布及微观表面形貌进行了分析,采用热重分析仪(TGA)对不同粒径煤样的热解及燃烧特性进行了研究。结果表明:随着煤粉粒径的减小,C元素含量逐渐增加,煤粉表面变得更加粗糙,煤粉表面羟基官能团增多,而芳烃C=C及CH3官能团减少;煤的热解过程可分为干燥、快速热解和热缩聚3个阶段;随着粒径的减小,热解最终失质量逐渐减小;在煤的燃烧过程中,随着煤粉粒径的减小,着火温度Ti、燃尽温度Tf具有减小的趋势,而最大燃烧速率(dω/dt)max与综合燃烧特性指数S具有增大的趋势,煤粉的燃烧特性随着其粒径的减小而得到明显改善。

“变质”黄铁矿热转化特性实验研究

黄铁矿样品经过长时间存储,可能面临着"变质",这种变质的样品可能有些新的热解特性。本文中的黄铁矿样品仍以黄铁矿晶体为主,但样品的傅里叶红外测试显示样品颗粒中含有无定型铁硫酸盐,即黄铁矿标本样品在长时间的存储过程中被环境中存在的氧氧化。进一步的热重-红外联用实验分析发现在黄铁矿晶体大量裂解之前,存在两段连续的SO_2释放段,这可能是样品颗粒表面形成的铁硫酸盐分解而致。同时研究了环境中气氛、颗粒粒径、升温速率及反应中气流速率对黄铁矿样品热解的影响,CO_2气氛会影响黄铁矿热解行为,可能主要是黄铁矿在较高温下会与CO_2反应形成铁氧化物;随着颗粒粒径的增加,样品在更高温度下进行热解反应;升温速率增加,黄铁矿热解向高温区移动;反应中气流速率增加有利于气态产物的释放而使热解速率急剧增加。