FeCl_(3)对稻壳水热炭基本元素及燃烧特性影响

以稻壳为原料,FeCl_(3)为催化剂,利用元素分析仪和热重法研究稻壳水热炭元素结构和燃烧特性,考察水热温度、催化剂浓度对于水热炭元素结构和燃烧特性的影响。结果表明:1)随着水热温度升高,水热炭固定碳含量和热值增大,O/C和H/C原子比逐渐降低。FeCl_(3)的加入进一步加深了水热炭的碳化程度,但对于碳化程度影响效果,水热温度大于FeCl_(3)浓度;2)未添加FeCl_(3)时,水热炭燃烧呈双峰,且挥发分燃烧段峰值明显高于固定碳燃烧段。水热温度上升,挥发分燃烧峰值下降,固定碳燃烧峰值增加。加入FeCl_(3)后,固定碳燃烧范围扩大,双峰逐渐融为单峰,整体向高温区转移;3)水热温度一定时,随着催化剂浓度增大,水热炭燃烧DTG曲线由双峰变为单峰,整体向低温区转移;4)升温速率加快,导致样品着火温度、燃尽温度提高,水热炭燃烧整体向高温区转移;5)水热温度一定时,FeCl_(3)加入后,着火温度和燃尽温度均小幅度提前,综合燃烧特性指数SN呈先增大后减小的趋势。FeCl_(3)提升了水热炭的能量品质及燃烧性能,为今后FeCl_(3)在生物质热转化应用上提供理论基础。

水热生物炭燃烧特性与动力学分析

采用热重法对锯末、玉米秸秆水热生物炭燃烧特性及动力学进行了研究,考察了不同升温速率(10、20、40℃/min)对燃烧特性的影响,分析了它们的燃烧特性及动力学参数。结果表明:1)水热炭化前后生物质燃烧质量损失集中在挥发分和固定碳燃烧阶段,升温速率快,着火温度、燃尽温度高,整体向高温区转移,综合燃烧特性指数越大;2)40℃/min时,锯末水热生物炭综合燃烧特性指数远大于玉米秸秆,在其余升温速率下区别不明显;3)以20℃/min相同升温速率时,锯末、玉米秸秆水热生物综合炭燃烧特性相对于未炭化生物质下降27%、13%;4)采用一级反应动力学模型和积分法对水热生物炭燃烧动力学进行了研究,一级反应动力学能很好的描述2种生物炭的燃烧动力学,相关系数(R2)均高于0.9,挥发分阶段活化能大于固定碳阶段的活化能。研究结果可为水热生物炭的燃烧应用能提供理论指导。

不同变质程度煤燃烧特性及动力学参数研究

为研究煤的变质程度对煤矿火灾时期煤燃烧放热特性的影响,选取6种不同变质程度煤样作为试验样品,采用STA-449C型同步热分析仪进行热重(TG)试验。研究煤样的质量变化、放热量变化规律。通过对TG曲线进行一阶微分得到煤样失重速率(DTG)曲线。利用Freeman-Carrol模型计算各煤样的燃烧反应动力学参数。结果表明:失重率和最大失重速率随着煤样变质程度升高逐渐降低,DTG曲线近似符合Gauss分布;初始放热温度T_(f_0)随着煤样水分含量升高而升高;煤样变质程度升高,特征温度点T_1,T_3,T_(s_1)与T_4呈线性增加,T_(f_0)与T_(s_0)呈线性下降趋势变化;放热量随煤变质程度升高呈指数关系变化,相同温度时,煤样变质程度越高放热量越小;煤化程度越高,综合燃烧特性指数S越大,放热量越大,失水活化能、着火活化能与燃烧活化能均升高。

油页岩半焦燃烧特性试验研究

利用管式炉对来自桦甸、龙口和依兰的油页岩进行450～600℃干馏处理,并运用热重分析仪（TGA）在30℃/min的升温速率条件下对油页岩半焦进行测试,考察了干馏温度、干馏时间和油页岩产地对油页岩半焦的组成、发热量和燃烧性能的影响,并计算了各样品的燃烧特性指数。结果表明：干馏前后发热量不一定会产生明显降低,依兰半焦的发热量与油页岩相比基本不变。干馏温度越高,半焦挥发分明显降低,停留时间对半焦成分和燃烧特性的影响也越小。随着干馏程度的升高,着火温度Ti增大,燃烧性能变差,燃尽温度基本不变。样品重量一般在350℃左右开始明显减小,在500℃左右质量变化速率逐渐减小,在700℃再次产生明显失重。从页岩油的产率和半焦的燃烧特性角度综合考虑,过长的干馏时间经济性变差。

烟叶的燃烧特性研究

[目的]研究烟叶的燃烧特性,为不同类型烟叶的燃烧性能鉴别提供科学的参考。[方法]以同步热分析(STA)技术分析上、中、下部位烟叶的燃烧特性。[结果]在不同的氛围和升温速率下,烟叶的燃烧特性指数Sn(烟叶中部)>Sn(烟叶下部)>Sn(烟叶上部),即在不同氛围和升温速率下中部烟叶的燃烧性能最佳。不论氮气氛围或氮氧混合气氛围下,反应活化能均是E(烟叶上部)>E(烟叶下部)>E(烟叶中部),烟叶的活化能在氮气氛围下大于氮氧混合气氛围。[结论]建立的燃烧特性指数和反应动力学评价方法,能够为不同类型烟叶的鉴别提供有效的途径,且直观简洁。

垃圾衍生燃料炭化物燃烧特性分析

利用热分析方法研究垃圾衍生燃料(RDF)和垃圾衍生燃料炭化物(cRDF)的燃烧特性,分析RDF和cRDF的燃烧TG-DTG曲线,得出RDF和cRDF的着火温度、燃烧特性指数和燃烧动力学参数等燃烧特性。研究表明,cRDF发热量比RDF高34%～43%,但由于挥发分含量较低,燃烧性能不及RDF,因此cRDF作为燃料时应和其它燃料配合使用,以改善其着火性能。

水泥工业中煤的燃烧特性评价方法

水泥工业中煤的燃烧行为比较复杂,传统的工业分析评价方法已不能适用。本文通过六十余种烟煤、无烟煤等的热分析试验,从应用的角度,结合水泥工业分解炉炉型的特点,提出了燃烧烈度(I)、放热强度(Q)和燃烧特性指数(S)等三个评价指标。试验结果表明:评价一种煤的燃烧性能,要综合考虑燃烧烈度I、放热强度Q、燃烧特性指数S三个指标的大小,只有燃烧特性指数S较高、烈度I不高、平均放热强度Q较大的煤,其综合燃烧性能才堪称是较好的。对烟煤和无烟煤,在评价这些参数的时候本文还给出了量化指标。这种评价方法对分解炉的设计具有一定的指导意义。

玉米秸秆成型生物炭燃烧特性与动力学分析

采用热重法对玉米秸秆成型颗粒及生物炭燃烧特性及动力学进行研究,并考察不同升温速率下(10、20、40℃/min)对320、500℃热解生物炭燃烧特性的影响,分析其燃烧特性及动力学参数。结果表明:玉米秸秆成型颗粒炭化后其燃烧热重分析(DTG)曲线呈现多峰状态,峰整体向高温区转移;玉米秸秆成型颗粒的着火温度和燃尽温度均小于生物炭,综合燃烧特性指数(SN)大于各温度热解炭化后样品。随着炭化温度的升高,成型生物炭着火温度和燃尽温度升高,SN减小;一级反应动力学能很好地描述各样品的燃烧动力学,相关系数(R^2)均高于0.9。

3种烟煤燃烧动力学特性对比分析

为分析3种烟煤燃烧过程中特征温度和失重特征参数的细致差别,揭示其燃烧特性指数和反应动力学特征,对水帘洞矿不粘煤、口孜东矿气煤和潘三矿焦煤进行煤粉燃烧特性对比实验,采用FWO法对实验数据进行动力学分析。结果表明:同种烟煤随着升温速率的升高,其5种特征温度、2种失重速率和2种燃烧特性指数均增大;3种烟煤的燃烧均为一级化学反应,随变质程度的升高,4个特征温度都增大、2种燃烧特性指数均减小,活化能从低到高依次是不粘煤、气煤和焦煤;水帘洞矿不粘煤最易燃烧,在5℃·min^(-1)升温速率条件下,其活性温度、受热分解起始温度、最大失重速率点温度和燃尽温度分别为164.2,296.8,469.7和532.3℃,综合燃烧特性指数和燃尽特性指数分别为7.2×10^(-9) K^(-3)·min^(-2)和2.1×10^(-3) min^(-1);口孜东矿气煤和潘三矿焦煤与之对应的这4种特征温度增大幅度分别为10.0%,2.9%,5.1%,1.2%和17.8%,5.3%,3.8%,3.7%,2种特性指数减小幅度分别为7.4%,28.6%和14.9%,33.3%。从微观上揭示了煤样变质程度和升温速率变化参量对烟煤的燃烧阶段划分、燃烧过程特征温度、失重特征参数、燃烧特性指数和反应动力学这5种燃烧特征指标的影响规律,为上述3种烟煤的自燃倾向性判定提供基础数据和科学依据。

稻壳水热炭化学结构和燃烧特性及动力学分析

以稻壳为原料,利用水热碳化技术结合元素分析和热重法,考察水热反应强度对水热炭化学结构和燃烧特性及动力学的影响。结果表明:1)随着反应强度参数(lgR_(0))的增大,水热炭整体挥发分和氧元素质量分数呈减少趋势,而C元素质量分数则逐渐增加,当水热反应强度lgR_(0)为4.90~6.19时,参数变化尤为显著,lgR_(0)为6.19时,C元素和O元素的质量分数分别为50.5%和21.3%,O/C和H/C原子比分别为0.32和1.21;2)相对于原料,水热炭的燃烧损失集中在固定碳和挥发分燃烧阶段,着火和燃尽温度均有小幅上升;3)当lgR0由3.25增至6.49时,挥发分燃烧损失减小,固定碳燃烧损失增大,着火与燃尽温度呈整体向高温区转移的趋势,综合燃烧特性指数(S_(N))呈先增加后减小的趋势;4)固定碳燃烧段活化能低于挥发分燃烧段,本次采用的动力学模型分析水热炭燃烧动力学结果可靠,相关系数(R^(2))均在0.92以上。

补连塔煤燃烧特性综合分析

补连塔煤具有较大的储量和广泛的用途,为深入探究补连塔煤的燃烧特性,通过热重测试,计算出煤的多种燃烧特性指数并进行了综合分析。研究结果表明,较慢的升温速率和较高的氧气含量更利于煤粉的点燃和燃尽,具有较低的活化能和较高的燃尽特性指数。同时,补连塔煤在较慢的升温速率和较高的氧气含量下,也具有较高的燃烧稳定性指数和综合燃烧特性指数。因此,较低的升温速率和较高的氧气含量更有利于煤的高效燃烧和应用。

不同升温速率下混矸煤燃烧特性分析

采用热重分析法,分析不同升温速率下混矸煤的热重曲线,并且对得到的曲线和数据进行分析,利用数学模型,进行燃烧特性参数求解。结果表明:升温速率影响混矸煤燃尽后的物质组成,失重率和燃尽率随升温速率的增加而降低,这种趋势会随升温速率的增加更加明显。同时随着升温速率增大,污泥的平均燃烧速率和最大燃烧速率均增加,说明升温速率越大,燃烧过程越剧烈。随着升温速率的增加,混矸煤样的着火温度、燃尽温度及最大燃烧速率对应温度越高,综合燃烧性指数越高。

热固性与热塑性聚苯乙烯类保温材料燃烧特性对比及其应用研究

本文全面对比和分析了热固性改性聚苯板(TPS板)与模塑聚苯乙烯板(EPS)、挤塑聚苯乙烯板(XPS)、石墨聚苯乙烯板(SEPS)等热塑性聚苯乙烯类有机保温材料的燃烧特性,并对其在外墙外保温领域的应用进行了研究,为建筑工程实际应用提供理论依据。

高碳灰资源化利用过程中燃烧特性试验研究

利用STA-449C同步热分析,对比研究了高碳灰与三种典型无烟煤的着火与燃尽特性。根据热分析曲线,分别计算出了高碳灰和无烟煤的着火与可燃性指数、综合燃烧特性指数。试验结果表明:高碳灰以固定碳为主,灰分含量高,干燥无灰基挥发分极低,其着火燃烧特性与无烟煤存在显著差异。与无烟煤相比较,高碳灰着火温度与燃尽温度均为最高,可燃质燃烧速率峰值与平均燃烧速度均为最低,计算结果显示高碳灰可燃性指数与综合燃烧特性指数指标均明显低于无烟煤。通过试验基本掌握了高碳灰着火燃烧与综合燃烧特性特性,为燃煤电站锅炉高碳灰资源化利用以及与无烟煤优化掺烧提供依据。

水泥用煤燃烧特性评价的实践

水泥工业中煤的燃烧行为比较复杂,本文通过三十余种烟煤、无烟煤的差热分析试验,从应用的角度,结合本公司水泥工业分解炉炉型的特点,提出了煤的可燃性指数Cb、燃烧稳定性指数G、燃尽特性指数SN和燃烧特性指数等Hj四个评价指标。并引入了评分法对煤炭进行评价,构造了一个相对的可比为本公司水泥工业用煤采购提供了较好的参考。

油页岩及其半焦混烧特性的热重试验研究和动力学分析

利用热重分析仪对桦甸油页岩燃烧时的双峰现象以及与其500℃半焦按不同比例混烧时单样相互影响程度、颗粒特性、着火温度和燃烧特性指数进行了考察;利用DAEM模型解析了混烧动力学参数。结果表明:油页岩燃烧DTG曲线在500℃附近的双峰活性参数值相差不大,分别为0.79和0.73,反映油页岩燃烧DTG曲线双峰归因于脂类有机质与干酪根中芳香烃的燃烧;混样中各单样在不同温度段相互影响程度不同,表观影响程度系数f的值均小于1。在燃烧过程中颗粒的缩核形状和表面分形维数并不是固定不变的,在低温段接近长圆柱体,在高温段接近平板,当浓度级次β=0.6时,低温段分形维数接近3,在高温段接近1;着火温度随半焦掺混量的增加呈线性递增;混样燃烧特性指数介于单烧之间并且存在掺混效果明显区;试样表观活化能在燃烧前期变化比较缓慢并呈下降趋势,大约在60～90kJ.mol-1之间,在后期剧烈增加,当转化率在0.60～0.75之间时表观活化能从80kJ.mol-1剧增到200kJ.mol-1。

O_2/CO_2气氛下煤焦燃烧实验研究

在热重分析仪上进行了不同气氛下徐州烟煤及其煤焦的燃烧实验,分析了O2浓度、CO2浓度和颗粒粒径等参数对其燃烧特性的影响;并对其进行了燃烧动力学分析。结果表明,气氛对煤和煤焦开始脱挥发分的时间影响不明显,但对其燃烧速率和燃尽时间影响很大;高浓度CO2使煤焦的燃尽时间延长。气氛没有改变煤焦的燃烧反应动力学机理。O2浓度提高、CO2浓度降低和煤粉细化均可改善燃料的燃烧特性,但对煤焦的改善程度比对烟煤的小。扫描电镜(SEM)结果显示,同等O2浓度下O/CO气氛较空气气氛煤灰表面孔隙结构更丰富。

油页岩干馏残渣与烟煤混合燃烧试验研究

采用热重分析方法,对油页岩干馏残渣、烟煤及其混合物燃烧特性进行试验研究,考察不同比例混合燃料对着火、燃烬等特性的影响;通过混合燃烧试验TG/DTG曲线与计算各组分加权平均TG/DTG曲线的对比,分析燃烧过程中油页岩干馏残渣与烟煤相互影响的机理;比较混合燃料在不同升温速率条件下的着火、燃烬等特征参数的变化。结果表明:混合燃料中烟煤比例增大,着火温度略有降低,燃烧DTG曲线峰值增大,燃烬温度降低,燃烧特性趋好;混合燃烧相互影响主要发生在燃烧低温段450～645℃之间,且燃烧试验DTG曲线峰值大于计算曲线峰值,燃烧稳定性增强;不同升温速率条件下,混合燃料随着升温速率的提高,燃烧着火延迟,反应向高温区移动,DTG曲线峰值增大,综合燃烧特性趋好。

滇中3个主要造林树种树皮的热解特性

为了解滇中地区3个主要造林树种旱冬瓜、华山松和云南松树皮的热解特性,在10、20、30℃/min 3种不同的升温速率下对这3种树皮进行热重试验,计算了动力学参数并建立了动力学方程。结果表明:在25~800℃的温度范围内热解,失重率从小到大排列顺序依次为旱冬瓜、华山松、云南松;3种树皮的TG曲线十分相似,都遵循相同的热解机理。3种树皮的热解过程均可以用一级动力学方程描述,活化能从小到大依次为:华山松、云南松、旱冬瓜,说明旱冬瓜的树皮具有良好的防火性能,华山松树皮的防火性能差。

烟丝含水率对其燃烧性的影响研究

采用同步热分析技术考察了不同湿度下平衡后的烟丝燃烧性。结果表明：1烟丝含水率随着平衡湿度的增加而增加,并存在一定的线性相关;2通过比较每一阶段的失重率可知,烟丝不同含水率对其燃烧和热解反应的各个阶段有一定影响,失重率随着平衡湿度变化的转折点在平衡湿度50%-60%之间;3烟丝的燃烧特性指数Sn随着平衡湿度的增加而减小,平衡湿度与烟丝含水率、平衡湿度与平均燃烧速度间呈显著正相关,着火温度与燃烧特性指数间呈显著负相关,而平衡湿度与燃烧特性指数Sn无显著的相关性。