基于TG-FTIR技术的竹粉热解特性及其动力学行为分析

以竹粉为研究对象,采用热重-红外联用分析技术和分布活化能模型研究其在较宽升温速率范围(20℃/min、50℃/min、100℃/min)内的热解气体释放特性和热解动力学行为.结果表明:竹粉的热解过程经历了干燥预热、快速热解及炭化3个阶段,升温速率的提高使得热解失重曲线和微分失重曲线均向高温侧偏移,同时增加了最大失重速率,有利于挥发成分的充分析出;竹粉热解气体释放相对含量较多的是CO_( 2),其次为醛、酮、酸类及芳香烃、烷烃、酚类等有机组分.竹粉的热解活化能随其转化率的增加波动明显,转化率在0.10~0.25间主要发生半纤维素的热解反应,活化能逐渐升高,转化率在0.25~0.80时主要发生纤维素、木质素分解及热解焦的二次分解反应,活化能整体上在219.7~268.8 kJ/mol间波动.

基于TG-FTIR研究O_2/CO_2气氛下烟煤的燃烧特性

在热重分析仪上进行了烟煤在O2/N2及O2/CO2气氛下的燃烧反应试验,分析了煤粉粒度对O2/CO2燃烧的影响,确定了燃烧反应的特性参数并进行了动力学分析,同时利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对燃烧产物进行实时检测.结果表明,与O2/N2气氛下的燃烧相比,O2/CO2气氛煤粉燃烧速率降低,燃尽温度升高,燃尽时间延长,煤粉细化可使其燃烧特性得到改善;同时FTIR的谱图也显示,O2/CO2气氛下煤粉燃烧气体产物的释放情况与模拟空气气氛下燃烧时有明显不同.

不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为

采用热重-红外-质谱联用技术（TG-IR-MS）,对4种不同煤化程度的煤进行热解实验,实时记录了煤在30~1 100℃,以10℃/min升温速率、氦气气氛下热解过程中的质量变化和生成气体成分。研究结果表明：随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出氮化物,如HCN,NH3等。不同煤化程度的煤具有不同的N释放行为。气煤、焦煤、1/3焦煤等主要以NH3与HCN两种形式释放,无烟煤热解时主要是以NH3形式释放。煤热解释放的HCN和NH3来源于不同的氮。HCN可能主要来源于煤分子边缘的五元环吡咯氮和六元环吡啶氮,而NH3主要来源于煤分子内部的季氮。NH3的释放经历了2个阶段：低温（550℃）阶段为煤中挥发分的初级热解产物;高温（750~850℃）阶段为煤中挥发分的二次热解产物。

非阻燃型和阻燃型XPS在空气中的热解特性研究

运用热重-差热-红外-质谱(TG-DSC-IR-MS)联用技术对非阻燃型和阻燃型挤出聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)保温材料在空气中的热解特性进行研究。结果表明,阻燃添加剂延长了阻燃型XPS到达最大热释放速率所需要的时间,减少了热解产物的种类和数量,以及提高了反应的活化能;而且,材料中残留的阻燃剂在491℃以后会继续热解并放出热量。

提高中速磨煤机出口温度对锅炉运行的影响

利用热重-红外联用技术在空气气氛下对富动24煤进行分析,富动24煤的CO开始析出温度约为265℃,低于265℃时只析出H2O和CO2。结合热平衡计算,认为中速磨煤机磨制富动24煤时只要保证进口热风温度低于265℃,制粉系统可安全运行。在可行性研究基础上,对温州电厂300 MW机组进行磨煤机出口温度提高试验,磨煤机出口温度由75℃升至95℃时,磨煤机进口热风温度升高到261.4℃,磨煤机出口煤粉气流中无CO存在,空气预热器出口一次风、二次风温度均有所下降,炉膛燃烧和运行参数变化不大,排烟温度降低7℃左右,锅炉效率提高0.37%,发电标准煤耗率下降1.17 g/(kW·h)。

烟煤及其逸出气中挥发性有机化合物研究

采用热重-红外-气质(TG-FTIR-GC/MS)三联机,对神华烟煤及其逸出气体进行同步分析,进而对煤大分子结构,逸出气中挥发性有机化合物的组成等方面提供研究基础。采用串联的傅里叶红外光谱仪、色谱质谱联用仪对不同气氛下的热重逸出气分别进行分析,研究挥发性有机化合物的种类、相对含量及变化趋势。研究结果表明氧气参与烟煤受热挥发性有机化合物释放过程中,酚类物质最先消耗,其次是烯烃类物质,烷烃类和芳香烃类物质相对消耗较慢。即使在氧气气氛下,仍会有少量挥发性有机化合物逃逸。其变化规律可以对燃煤电厂实际烟气中挥发性有机物的排放及控制提供基础。