用热分析法研究煤的热分解特性_徐建国

○发电技术○

用热分析法研究煤的热分解特性

To Study Py rolysis Characteristics of Coals Using Thermal Analysis Method

郑州电力高等专科学校 徐建国　魏兆龙　(郑州450004)

【摘要】　采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究,探讨了影响煤热解的因素,研究了混煤的热解特性,提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数r ,并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。【关键词】　热分析法　热解　微机热天平

Abstract A great deal of testing and studying works on c oal thermolysis using thermal analysis method were c ar -ried out ,the factors affecting coal py rolysis were ap -proached ,the pyrolysis of mixed coal was studied ,the re -leasing characteristics index r c oal pyrolysis products re -f lecting coal pyrolysis characteristics was proposed ,and the coal pyrolysis process was studied using pyrolysis reac -tion dynamics equation .

Key words thermal analysis method pyrolysis com -puterized thermal scale (balance )

表1 新密煤和义马烟煤以及它们的混煤的煤质分析数据

煤　种工业分析

元素分析

M ad V ad C ad A ad C H N S O 新密煤0.4113.1663.0323.4066.562.800.840.375.62混73煤2.9218.6757.7320.6861.463.300.990.3010.35混55煤4.3221.8654.0419.7663.203.421.020.297.99混37煤4.3726.3250.1319.2659.263.581.070.279.81义马煤

4.41

31.45

45.45

18.69

56.89

3.74

1.12

0.24

14.91

注:用混73煤、混55煤、混37煤,分别代表新密煤和义马煤按7∶3、5∶5、3∶7的比例配成的混煤。

煤的热分解简称煤热解。由于煤的热解过程非常复杂,因此,到目前为止有关煤的热解数据还很

少。煤的热解过程对煤燃烧有着重大影响,深入研究煤的热解过程对完善煤燃烧技术具有重要意义。

1　煤的热解特性试验研究

1.1　不同混合比例时混煤的热解特性

随着我国电力工业的迅速发展,大电站和大机组相继投入运行。燃煤发电机组耗煤急剧增加,机组用煤往往不能由一个煤矿供应单一煤种来解决,而要由几个煤矿供应的煤种依一定的比例掺混成混合煤送入锅炉。这就产生了选用多大混合比例的问

题,特别是当燃用两种燃烧性能差异较大的煤种时,

这种问题就更加突出。如河南几个电厂燃用的新密煤和义马煤组成的混煤,就是一个典型的例子。义马煤容易着火与燃烬,新密煤则反之,当燃用其混合煤时,一方面有利于新密煤的着火与燃烬,但另一方面由于相互间存在抢风现象,而又影响到新密煤的着火和燃烬。因此,有必要深入研究混合煤的燃烧特性,以便为经济合理地燃用混合煤提供科学依据,这对于燃用混煤的锅炉设计与电厂的安全经济运行具有一定的指导意义。新密煤和义马烟煤以及它们的混煤的煤质分析数据见表1。

该热解试验是在WCT -2型微机热天平中,通入高纯氮气时,以40℃/min 升温速度加热坩埚中的煤样,得到热重分析曲线(TG )和导数热重曲线(dTG )。其特性参数包括:热解产物初析温度T S 、最大热解速度(d a /d τ)max 和所对应的温度T m ax ,以及(d a /d τ)/(d a /d τ)m ax =1/2所对应的温度区间ΔT 1/2,ΔT 1/2称为半峰宽,表示煤热解产物释放的集中程度。混煤热解特性数据见表2。

表2 混煤热解特性参数

煤种(d a /d τ)max /mg ·min -1

T max /℃T S /℃ΔT 1/2/℃r ×108新密煤0.130728

4793350.111混73煤0.1505433453150.254混55煤0.1654773431960.513混37煤0.2604733421531.050义马煤

0.370

469

341

120

1.770

根据对大量试验数据的分析处理,作者提出热

—

58—　1999年第4期中　国　电　力第32卷

表3 几种典型煤的煤质分析数据

煤　种

工业分析元素分析

M ad V ad C ad A ad C H N S O 山西高平煤0.258.5674.0717.3773.813.160.950.454.01鹤壁煤0.3813.0771.6014.9574.973.571.070.364.70平顶山煤0.7724.4942.4932.2556.393.701.110.405.38

解产物释放特性指数r,来反映煤的热解特性,r= (d a/dτ)max/(T maxΔT1/2T S),随着r值的增大,煤的热解特性趋好。经过初步与实际热解情况对比,发现r值能较好的反映煤的热解特性。

由表2可以看出,新密煤的热解产物初析温度很高,半峰宽较大,r值很小,热解产物释放缓慢;义马煤恰好相反,热解产物初析温度很低,半峰宽很小,热解产物释放剧烈,r值较大。

由二者组成混煤后,当义马煤掺烧比例增加时,混煤的初析温度降低,半峰宽变小,最大热解速度逐渐上升,且其所对应的温度逐渐下降,r值逐渐增大,着火稳燃能力增强。可见,混煤的混合比例对热解产物的释放有重要影响。

1.2　煤粉粒度对热解产物的影响

煤粉细度是对燃烧有较大影响的指标,经过对多个煤种在不同的粒度下的大量热解试验研究,发现当煤粉粒度较小时,如0.25mm以下,热解产物的重量随着粒度改变,变化很不明显;当煤粉粒度在1～1.5mm之间时,热解产物的重量变化随着粒度的改变,变化也不明显,但在此粒度范围内,热解产物的重量比粒度在0.25mm以下时,明显减少。几种典型煤的煤质分析数据见表3;煤样粒度对热分解反应的影响见表4。

当煤粉颗粒比较小时,热解产物与颗粒尺寸无关。而大的煤颗粒与细煤粉在热解特性上不大相同,煤粒表面可提供发生二次反应的条件。靠近煤粒中心处产生的热分解产物要向外迁移而逸出。在迁移过程中,它们可能裂解、凝聚或聚合而发生炭沉积。煤粒越大,沉积量就越大,因而得到的热解产物就越少。

1.3　升温速率对热解过程的影响

通过试验发现,随着温升速率的提高,最大热解速度(d a/dτ)max明显增大。当以10℃/min的温升速率试验时,导数热重曲线dTG很平坦,最大热解速度很小,试验的分辩率很低。当采用20℃/min 的温升率时,最大热解速度值(d a/dτ)max增大。温升速率增大至40℃/min时,最大热解速度值(d a/dτ)max明显增大。

采用不同温升率时,用10mg煤样,向WCT-2型微机热天平内通入2×60ml/min纯氮气[1]时的参数见表5。

表4 煤样粒度对热分解反应的影响

煤 种煤样粒度/mm热分解反应失重量/%新密煤

<0.2511.79

1.00～1.509.20

山西高平煤

<0.2514.80

1.00～1.5010.30

鹤壁煤

<0.2519.70

1.00～1.501

2.87

平顶山煤

<0.2524.60

1.00～1.5018.30

(混73煤)

<0.2518.60

1.00～1.501

2.40

(混55煤)

<0.2522.10

1.00～1.5016.30

(混37煤)

<0.2525.20

1.00～1.5020.30

义马煤

<0.2528.30

1.00～1.5023.10

注:用混73煤、混55煤、混37煤分别代表新密煤和义马煤按7∶3、5∶5、3∶7的比例配成的混煤。

表5 不同温升率时的最大热解速度值等参数项　目

20℃/min40℃/min

T S

/℃

(d a/dτ)max

/mg·min-1

T max

/℃

T S

/℃

(d a/dτ)max

/mg·min-1

T max

/℃

新密煤5170.107064790.130728

山西高平煤3980.096624690.170688

鹤壁煤4740.056034370.200628

平顶山煤3540.124833270.460503

混73煤3780.065213450.150543

混55煤3810.084673430.165477

混37煤3790.114613420.260473

义马煤3770.154593410.370469

2　用热解反应动力学方程研究煤的热解过程

热解的反应速度是温升速率、终温及热解产物质量的函数,假设把在无限短时间内的不等温反应

—

59

—

　第32卷用热分析法研究煤的热解特性1999年第4期

认为是等温反应。因此,固体热分解反应速度方程[2]为:

d a/dτ=k f(a)=k0EXP[-E/(RT)]f(a)

式中　a———固体热分解的分额;

k0———频率因子;

k———反应速度系数,k=k0EXP[-E/

(R T)];

E———反应活化能,kJ/mol;

R———气体常数,J/(k·mol),其值为8.31J/

(k·mol);

τ———时间,s;

f(a)———与反应速度和a有关的函数。

煤的热解反应由一系列分解反应组成。某些煤种在低速加热热解试验中,热解速度分布曲线具有单一峰值,各分解反应的总和可用一个公式表达[3]:

W=d a/dτ=k0EXP[-E/(RT)](G-G rm)n

式中　d a/dτ———煤的热解速度,g/s;

G———煤样在热解过程中各时刻的重

量,g;

G rm———热解后残余焦碳的重量,g;

n———热解反应级数。

对多峰值的情况,可表达为上述函数的迭加形式,现只讨论单峰值的简单情况。

对上式两端取对数,得

ln

d a/dτ

(G-G rm)n=ln k0-E/(RT)

现在以平顶山煤为例,讨论加热速率对热解过程的影响。

从平顶山煤以40℃/min温升的热解速度曲线中取出各温度T时的热解速度W及此时的(G-G rm),假定某一n值,进行试算。直到假定的n

值能使Y=ln

d a/dτ

(G-G rm)n,对X=1/T的函数

Y=F(X)接近直线规律,则认为此n值基本正确。然后求出回归方程Y=A+BX,其截距为: A=ln k0,斜率为:B=-E/R。从而求出k0及E值。

用上述方法求出了平顶山煤的热解速度为:

W=0.1978EXP(-10906/R T)(G-G rm)1.5

g/s 以20℃为温度间距,用上式计算,计算得出的数据列于表6中。

表6 用固体热分解反应速度方程解出的

平顶山煤的热解速度值

d a/dτ

/mg·min-1

0.100.120.140.260.340.47

T/℃410430450470490510

da/dτ

/mg·min-1

0.260.210.160.130.110.090.08

T/℃530550570590610630650 由上述式子可见,热解速度是与反应速度系数及可热解质量的n次方成比例的。40℃/min温升的热解试验因加热速度低,热解速度不可能达到较高数值,而是随温度缓慢上升。到中后期,G-G rm 值因反应消耗而不断减少,待到高温区,k0EXP(-E/R T)增大到较高数值时,但G-G rm已大为减少,热解速度仍然较低,使热解速度分布拖长在很宽的温度区域内。

将计算值画在图上,并连成曲线,求出的热解反应动力学方程基本反映了平面山煤的热解过程。

3　结论

3.1　作者提出的热解产物释放特性指数r能较好的反映煤的热解特性。

3.2　热解反应动力学参数计算结果能真实的反映煤的热解情况。

4　参考文献

1　徐建国.河南电网主要动力煤热解特性试验研究.华北电力大学(北京)硕士学位论文,1997

2　孙学信,陈建原.煤粉燃烧物理化学基础·武汉:华中理工大学出版社,1991

3　热重分析及其应用.西北大学,

1978

　收稿日期:1998-9-07 (责任编辑　孙家振)

经济要发展 电力应先行—

60

—

　1999年第4期中　国　电　力第32卷

粉煤灰特性及应用

粉煤灰的特性及应用 摘要：中国是以煤炭为主要能源的国家，电力产量的76％是由煤炭产生的，每年用煤超过4亿吨，占全国原煤产量的三分之一。1997年全国排放的粉煤灰已达到1．6亿t，成为世界最大的排灰国。但是，目前我国的粉煤灰利用率仅为30％左右，主要用于筑路基和回填，每年仍有1亿t未能利用的粉煤灰，储存于灰场中。每年需征地3 333 hm2用于储灰，建灰场费用和运行费用都很高；另外，粉煤灰用于筑路或回填会受地区、时间的限制，存在使用不均衡、不连续的问题。因此，应该大力拓展粉煤灰在其他领域的应用。 关键词：粉煤灰特性综合利用 1.粉煤灰特性 1．1化学特性 燃料煤由有机物及无机物组成，有机物燃烧后生成碳、氢、氧，无机物燃烧后即生成粉煤灰。粉煤灰的化学成分与煤种、产地、燃烧炉型等有关。我国低钙灰的成分比较接近，其化学组成见表1。 由表1可见，粉煤灰的主要成分为氧化硅、氧化铝及氧化铁，其总量约占粉煤灰的85％左右。低钙煤中氧化钙含量较低，基本无自硬性；但是，目前我国高钙灰的排放量有明显增长的趋势，而高钙灰含有一定的自硬性矿物，有利于增进粉煤灰的强度贡献。另外，近年来随着锅炉容量的不断提高，炉内煤粉燃烧趋于完全，代表影响材料长期稳定性的烧失量也逐渐降低，因此可以说，经过高温燃烧后的粉煤灰是相当纯净的建材原料。 粉煤灰的化学组成Ⅲ 成分SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O 烧失量 含量50．6 27．2 7．0 2．8 1．2 0.3 0.5 1．3 8．2 1．2物理特性 煤粉在锅炉中燃烧时，其无机物经历了分解、烧结、熔融及冷却等过程，冷却后的粉煤灰颗粒主要由硅铝玻璃体和少量碳粒组成，玻璃体又以单珠、连珠体和海绵状不规则多孔体组成。粉煤灰的品质主要取决于这些粒径、形貌不一的各种颗粒成分的组合比例。其中，粉煤灰的活化能力主要靠硅铝玻璃体，而在常温下硅铝玻璃体以多聚物组成为主，活化能力较低。因此，常温下粉煤灰是一种性质稳定的材料。 1．3粉煤灰的放射性和浸出物毒性 在人类日常的生活环境中，到处都存在着微量天然的放射性物质，主要为238 U、232 Th、226 Ra和40 K等4种放射性元素，只要其含量不超过一定的标准，对人类健康就不会带来负面影响。GB 6763—86中规定，建筑材料用工业废渣中放射性物质的含量应满足下列要求：ARa／330+An／260+AK／3800≤1 (1) ARa／200≤1 (2) 根据杨钦元[4]等测得的粉煤灰天然放射性元素的比活度，按上述两个公式[2][33计算的结果分别为o．93和o．73，均未超出国家标准，说明粉煤灰产品的放射性对人体是安全的。 粉煤灰中除了主要元素外，尚有一定量的镐、砷、铬、铅、汞、铜、锌、镍等对人体健康可能不利的微量元素。这些微量元素对环境的影响主要通过浸出作用体现。吴贤中[53等人

煤吸附水特性的研究

3第37卷　第4期 2006年7月 　 太原理工大学学报 J OU RNAL OF TA IYUAN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY 　Vol.37No.4 　J uly2006 文章编号:100729432(2006)0420417203 煤吸附水特性的研究 李祥春,聂百胜 (中国矿业大学资源与安全工程学院,北京100083) 摘　要:主要分析了煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响。分析表明,煤对水分子的吸附从本质上是由于水分子与煤表面分子相互吸引的结果,它们之间的作用力主要包括van der Waals力和氢键。van der Waals力来源于原子和分子间的色散力、取向力(静电力)、诱导力和交换力4种作用。由于水分子与煤表面分子的作用力比较强,煤中水分的存在降低了煤的甲烷吸附量。 关键词:煤;水;吸附;分子间力 中图分类号:TD77 文献标识码:A 我国是煤炭资源大国,煤层气资源极为丰富。煤层气的开采具有重要意义:一是从根本上消除了煤炭开采中造成的瓦斯爆炸、瓦斯突出等灾害;二是降低了大量瓦斯排放造成的环境污染;三是可以缓解我国的能源紧张局面。由于煤层气藏的形成需要有一个稳定的水动力条件,因此,储层中含有大量的水和煤层气共存。在煤层气开采过程中存在单相水流阶段、非饱和流阶段和水气两相流阶段,因此,研究煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响对煤层气的开采将很有意义。 1　煤的物理结构 煤是一种多孔介质,其分子结构存在着晶体缺陷,具有较大的内表面积和容纳空间。其孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙,是一种双重孔隙系统。其特征为:煤基质被天然裂隙网分成许多方块(基质块体)。基质是主要的储存空间,裂隙是主要的渗流通道。裂隙孔隙主要包括独特的割理系统和其它天然裂隙,后者与割理系统相比,受局部构造等因素控制,重要性小得多。煤层割理主要是由煤化作用过程中的煤物质结构、构造等的变化而产生的裂隙。根据在层面上的形态和特征,分为面割理和端割理,通常正交或近似正交,垂直或近似垂直于煤层面。煤的孔隙性测定表明,煤的孔隙分布是很不均匀的,并且各种煤孔隙及孔隙连通类型也不同。煤的孔隙包括了互相连通和互不连通的两大部分,前者指流体(气体、液体)可以通过的孔隙,后者指流体不能通过的部分。通常认为相互连通的孔隙空间称为有效空间,不能相互连通的孔隙空间称为无效孔隙空间,而整个孔隙空间称为总孔隙空间。煤的天然孔隙率和裂隙率是煤的一个主要特征,它决定了煤的吸附容积和煤的储存性能。 2　煤吸附水的本质 煤体表面是在煤体破裂或晶体生长时形成的,无论哪一种情况,表面都有剩余的不饱和键和键能,因此具有“表面能”[1]。由能量最低原理可知,系统的能量越低越稳定,所以煤表面在平衡过程中总是力图吸收周围其它物质以降低其表面自由能。另外,由于煤体在地层深部受到上覆岩层压力的作用、地质活动的影响以及采矿等因素的影响,一直处于流变或变形过程,会生成许多新的表面,在这些新生表面上也会产生许多悬键,它们也具有极性,处于力的非平衡态,煤的新生表面实际上是众多断裂化学键的集合,这些断裂化学键是非常活泼的,也是极不稳定的,具有极高的能量,它们极易与周围其它物质的分子或原子发生作用而得以饱和,降低表面的能量,达到新的能量平衡态。正是这种表面能的存在,使得表面对外界的物质分子、原子、离子等均会产生吸附作用,对水分子当然也会产生吸附作用。表面能的高低对煤体表面的吸附能力起决定性的影响。处于煤体表面的分子、原子或离子的吸引力和表面 3收稿日期:2005209202 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50404015) 作者简介:李祥春(1979-),男,内蒙古呼盟人,博士研究生,主要从事矿井瓦斯吸附渗流理论方面的研究,(Tel)133********, (E2mail)chinalixc123@https://www.wendangku.net/doc/b117414343.html, 通讯联系人:聂百胜,副教授,(Tel)010-823756620,(E2mail)Bshnie@https://www.wendangku.net/doc/b117414343.html,

生物质与煤共热解特性研究

生物质与煤共热解特性研究 摘要：选取一种典型生物质样品（棉秆），并将生物质样品与煤分别以1:9、3:7、5:5的质量比混合。采用热重分析法，在相同升温速率下，对各样品进行热解实验，探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明，生物质与煤的热解特性差异很大：生物质热解温度低，热解速度快，而煤相对热解速度慢，热解温度高；在生物质与煤混合热解时，总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征；随混煤中生物质比例的增加，热解温度降低，热解速度变快。 关键词：热重分析生物质煤热解共热解 随着人们越来越关注化石能源的使用对生态环境的不利影响，生物质能源的利用份额逐年上升[1]。但是，由于生物质分布分散、能量密度低、收集运输和预处理费用高、热值低、水分大、转化利用需要外热源等缺点[2]，使得单独利用生物质燃料的设备容量较小、投资费用较高、系统独立性差和效率低。为了使生物质在较短期内实现大规模有效利用，并具有商业竞争力，生物质与煤混合燃烧和转化技术在现阶段是一种低成本、大规模利用生物质能源的可选方案。 1 生物质能的转化 生物质的利用转化方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化[3]。热化学转化是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，包括气化(在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程)、热解(在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程)和直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等)；生物转化法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 固体生物质的热解及其进一步转化是开发利用生物质能的有效途径之一。在生物质热化学转化过程中，热解是一个重要的环节。生物质形态各异，组成多为木质素、纤维素等难降解有机物，与矿物燃料不同，因此生物质热解过程是一个复杂的过程，影响生物质热解的运行参数有终端温度、加热速率、压力和滞留时间等[4]。生物质的组成、结构等对热解也都有影响。研究生物质与煤共同作为燃料所具有的特性可为更广泛的利用生物质能提供参考依据。 2 试验 2.1 试验仪器及性能指标 采用美国Perkin-Elmer公司生产的热重－差热联用仪（TG/DTA），其性能指标如下：

煤炭燃烧特性指标

煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的，反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响；后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温度达到320～350℃以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只

有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350～420℃时，可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这层膜就是胶质体。当温度为500～550℃时，一方面因颗粒内部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀，半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示：试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度）和再固化温度TK（呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段

混煤燃烧KAS动力学分析_李姣

延安职业技术学院学报2012年6月高炉大量喷煤是我国钢厂炼铁系统节能减排和降低生产成本的重要措施，实现200kg/t 以上高煤比操作是各厂家高炉努力的目标。配煤混合喷吹是现阶段最大限度提高煤比可行而又有效的方法。配煤混合喷吹就是将种类不同的煤（如烟煤和无烟煤）进行适当选配，再混合制粉、喷吹。根据研究 [1,2] ，配煤混合喷吹具有某种催化燃烧 的混合效应。在同样的喷吹条件下，采用配煤混合喷吹可以改善煤粉的燃烧性能，提高燃烧率。因此，采用实验的方法研究燃烧特性相差较大的煤进行掺混的燃烧特性，具有重要的工程实际价值和理论研究意义。 热分析法具有试样量少、速度快并且能在测量温度范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点，是实验室研究燃料燃烧性能的常规方法[3]。本文通过模式匹配的方法，以Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）模型为基础，讨论了无烟煤和烟煤组成的混合煤粉燃烧动力学特性，为生产过程选配煤种提供理论基础。 1实验1.1原料分析 实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据如表1所示。 表1煤粉工业分析、元素分析及发热值 煤粉水分(Mad)、灰分(Aad)、固定碳(FCad)和挥发分 (Vad)含量具有线性加权性[4]，因此可以通过计算得到煤粉 煤质分析数据，如表2所示。 表2煤粉工业分析计算结果 1.2实验设备和程序 采用德国耐驰公司综合热分析仪(STA409PC)可获得试样的热重曲线(TG)、微熵热重曲线(DTG)。主要技术数据如下：热天平精度1μg ；最大试样量1000mg ；温度范围为室温-1400℃；实验气氛为空气、氮气；升温速率范围 0.1-30.0K?min-1；样品粒度小于80目。 实验过程中，以无烟煤为基准，分别配加0%、20%、 40%、60%、80%、100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在 空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数。升温速率分别控制为5K.min-1、10Komin-1、20Komin-1，每次称 混煤燃烧KAS 动力学分析 李 姣,万 航 （1.延安职业技术学院，陕西延安716000；2.中冶陕压重工设备有限公司，陕西西安710000） [摘要]利用热重分析（TGA ）方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响，采用非等温模型Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）对主要燃烧过程进行动力学分析。结果表明，煤粉燃烧主要包含三个过程，烟煤配加量和升温速率对燃烧 过程有重要影响，当烟煤配加量从0%到100%时，煤粉燃烧活化能从128.5kJ?mol-1降低到53.6kJ?mol-1，且烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。 [关键词]热重法;燃烧;煤粉[中图分类号]TK6 [文献标识码]A [文章编号]1674-6198（2012）03-0084-03 煤种 无烟煤烟煤工业分析，% 元素分析，% 弹筒发热值 /Jog-1 Ｍａｄ１．３４３．１３Ａａｄ１３．２２８．３３ＦＣａｄ７６．０９４５．４０Ｖａｄ９．３２４２．５９Ｃａｄ７９．１７６６．５８Ｈａｄ３．４５３．８２Ｏａｄ３．５１１９．１０Ｎａｄ１．０１１．０６Ｓａｄ ０．９８１．０５２９１７２．６２２５８６７．５８ 加入量（％） ０％２０％４０％６０％８０％１００％ ＦＣａｄ７６．０９６９．９５６３．８１５７．６８５１．５４４５．４０ Ａａｄ１３．２２１２．２４１１．２６１０．２９９．３１８．３３ Ｖａｄ９．３２１５．９７２２．６３２９．２８３５．９４４２．５９ Ｍａｄ１．３４１．７０２．０６２．４１２．７７３．１３ [收稿日期]2012-04-23 [作者简介]李姣（1982-），女，陕西榆林人，延安职业技术学院教师；万航（1983-），重庆市人，中冶陕压重工设备有限公 司助理工程师，硕士。 延安职业技术学院学报Journal of Yan ’an Vocational &Technical Institute 第26卷第3期 Vol.26No.3 2012年6月 June 2012 ８４--

煤粉热解特性实验研究

第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2 (1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034； 2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。

神华煤特点

神华煤特点 6月7日,神华股份在港完成招股,以7.5港元的价格发行30.635亿H股,筹资229.76亿港元。6月15日,神华股份(01088 HK)首日上市交易,收于7.3元。 我们认为,神华上市对A股煤炭上市公司的影响主要体现在两个方面:一方面,神华通过上市在资金、市场拓展及企业形象等方面得到进一步加强,从而对现有的上市公司造成竞争压力；另一方面,神华作为煤炭行业的龙头,其上市定位将成为现有的十多家煤炭公司估值重要的参照系,从而引发重新定位和估值分化。 同质产品面临压力 神华股份历年煤炭业务收入占主营业务收入比重始终在70%左右,我们认为,上市后神华必然会在其原煤的生产、运输、销售及综合利用等方面加大投入,因此,在这些环节与神华存在竞争的产品或企业将首先感受到压力,由于资源开采企业的扩张能力还受到资源禀赋及国家政策的制约,因此细分行业之间尚存在一定的进入壁垒,目前与神华不存在明显同质性的产品或企业中短期内受到的影响不大。 资源性竞争加剧 神华股份的4大矿区横跨晋、陕、蒙三省区,目前的主产区为神东公司及准能公司。 神华的主要开采区域在陕晋蒙三省交界处的乌兰木伦河沿岸,随着资源条件及配套能力的变化,其新增投资的重心正日益向内蒙准格尔、伊金霍洛及山西保德地区倾斜。其2007年前的主要新增产能包括补连塔一带扩建至3000万吨、黑岱沟技改扩建至2000万吨等。在相应区域拥有矿井的煤炭上市公司仅伊泰股份一家,但在相近区域有开采项目的则包括兖州煤业、西山煤电及拟上市的大同煤业的母公司同煤集团。 对动力煤企业冲击较大 神华煤特点为低灰(8.0%左右)、特低硫(小于0.50%)、特低磷、特低氯和中高发热量(低位热值5600～6000Kcal/kg),其用户包括电力、冶金、建材等多个行业,主要作为动力煤出售,而基本没有冶金和化工的原料煤生产。 从神华动力煤与部分上市煤炭企业的商品煤性能比较可以看出,神华煤的低硫低灰优于几乎所有上市公司,这对电厂无疑具有较强的吸引力,但其缺点在于挥发分较高,不适合长时间储存,另外,发热量为中等。因此,仅从性能指标看,神华煤与其他优质动力煤各有长短。目前,神华煤最大的竞争优势在于其生产成本,由于生产工效在国内位居首位,加上产运销一体化的模式,使神华煤炭的生产成本远低于国有重点煤炭生产企业的平均水平。2003年原中央财政企业原选煤成本为128.04元/吨,而神东矿公司的煤炭完全成本仅为71.93元/吨。成本优势为神华煤在电煤价格谈判上留出了很大的余地,使其可以较为轻松地面对"煤电博弈"。 由于目前电煤仍供不足需,加之电煤价格的市场化改革仍在进行中,神华在电煤方面的成本优势还体现得并不明显。一旦电煤市场出现走平甚至下滑的趋势,神华的成本优势将直接转化为对其他电煤企业的压力。一般认为,由于优质动力煤资源的缺乏,动力煤市场疲软在

农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究

农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究农业废弃物是重要的生物质资源,由于它具有资源丰富和利用过程环境友好等特点受到了世界各国的广泛关注。然而在目前的技术条件下农业废弃物混煤燃烧是大规模利用农业废物的方法之一,农业废弃物混煤燃烧不仅可以降低污染物的排放,并且可以高效的利用低热值的农业废弃物物,是一种高效且环保的获取能源的方法。由于农业废弃物混煤燃烧的现在技术条件限制和对燃烧特性认识的欠缺以及国内没有相关的扶植政策,使得混燃技术在中国并没有普及。 本文以此为背景,选用麦秆、玉米秆和稻壳三种典型的农业废弃物,研究农业废弃物混煤(无烟煤和褐煤)燃烧时的燃烧特性和污染物排放特性。使用德国NETZSCH公司的STA409C型热重分析仪对农业废弃物和煤样单独燃烧和混合燃烧时的燃烧特性进行了研究,考察了在不同混合比例和不同升温速率下的混合物的燃烧特性。结果表明,当农业废弃物掺混比为20%的时候混合物整体表现出煤样的特性,当掺混比升高到50%的时候混合物整体表现出生物质的特性。 升温速率的升高有利于混合物的燃烧。运用Coats-Redfern积分法求得动力学特性参数,结果表明农业废弃物挥发分燃烧阶段所需的活化能明显低于焦炭燃烧阶段更低于煤燃烧所需的活化能,当农业废弃物混煤燃烧时能明显降低煤燃烧所需的活化能,提高煤的燃烧性能。总的来说农业废弃物混煤燃烧能明显提高煤的燃烧特性使用管式炉进行燃烧过程中污染物排放的实验研究,主要针对SO2、NO和HCl这三种污染物进行了研究,实验中对农业废弃物和煤单独燃烧时的污染物排放特性进行了研究并考察了不同掺混比和不同炉温条件下的污染物排放特性。 结果表明相对于煤单独燃烧而言,农业废弃物混煤燃烧能降低SO2和NO的排

煤的种类及特性

一、煤的种类（按炭化程度分） 1. 泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg 2. 褐煤10500~16700kJ/kg 3. 烟煤21000~29400kJ/kg 4. 无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg 一、矿物原料特点 (一) 煤的物理性质 煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。 1.颜色 是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。 3.粉色 指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。 7.断口 是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。

褐煤燃烧特性

褐煤燃烧特性 中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 一、燃煤产生烟尘的主要因素： 煤燃烧产生的烟有两种：一种是煤粉太细，直接被风力带出形成黑烟，这种情况较少；第二种是煤的挥发分高，还没有完全燃烧，就变成烟尘飞出去了，变成黑烟。 在燃烧制度和操作规程没有改变时，在设计燃用烟煤的锅炉燃烧褐煤或部分掺烧褐煤，与设计用煤偏差较大, 发热量低, 入炉煤的灰分、水分均高于设计煤种, 更由于炉膛截面积相对较小，在锅炉输出热功率相同时的烟气量相对大, 导致炉膛烟气速度相对高，造成燃烧不充分，形成黑烟。 二、褐煤主要特性： 1)热值低, 一般收到基低位发热值Qn e.t ar为8 370~ 16 750 kJ/kg, 即2 000~ 4 000 kcal/kg, 蒙东褐煤大致为3 000~ 4 200 kcal /kg。在锅炉保持同样蒸发量的条件下, 褐煤的燃料消耗量要比烟煤更多。由于褐煤热值低, 相同负荷下, 相比燃用烟煤其煤耗会增大。如果总燃煤量不增大, 锅炉出力可能相应降低。 2)水份大, 一般收到基水分Mar为20~ 40%,蒙东褐煤为28~ 32% 左右。在制粉系统中不易被干燥, 要求干燥介质的输入热量更高一些。 3)挥发份高, 一般干燥无灰基挥发分Vdaf为40~ 60% , 蒙东褐煤为45% 左右, 容易着火燃烧，但也容易引起堆放自燃；褐煤中挥发分析出温度点低，前期燃烧迅速，着火前移相对较多；同时,由于烟气量的增大,导致烟气流速增大,使得煤粉颗粒与碳颗粒在炉内停留时间减少，致使褐煤不充分燃烧，加剧污染物排放浓度； 4)易结渣, 一般灰渣软化温度t2 比较低, 蒙东褐煤t2 为1200e 左右; 褐煤的煤灰成分中多数表征为A l2O3 含量偏低、C aO偏高, 灰熔点及灰特性表征褐煤大多为易结渣煤种。 三、改善措施 1、燃料对锅炉的适应性

热分析习题答案

热分析习题解答 1．名词解释 热重分析：在程序控温条件下，测量物质的质量与温度的关系的方法。 差热分析：在程序控温条件下，测量物质与参比物的温度差与温度的关系的方法。 差示扫描量热分析：在程序控温条件下，测量输入到物质与参比物的功率差与温度的关系的方法。 2 .影响热重曲线的主要因素？ 答：影响热重曲线的主要因素包括：1 仪器因素（1）浮力和对流(2)挥发物的再凝集(3)坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性2实验条件(1)升温速率(2)气氛的种类和流量3.试样影响（1）试样自身的结构缺陷情况、表面性质(2)试样用量(3)试样粒度。 3.DSC与DTA测定原理的区别？DTA分析方法的缺点。 答：DSC是在控制温度变化情况下，以温度（或时间）为横坐标，以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。DTA是测量T-T 的关系，而DSC是保持T = 0，测定H-T 的关系。两者最大的差别是DTA只能定性或半定量，而DSC的结果可用于定量分析。DTA在试样发生热效应时，试样的实际温度已不是程序升温时所控制的温度(如在升温时试样由于放热而一度加速升温)。而DSC由于试样的热量变化随时可得到补偿，试样与参比物的温度始终相等，避免了参比物与试样之间的热传递，故仪器的反应灵敏，分辨率高，重现性好。 DTA分析方法的缺点：1）试样在产生热效应时，升温速率是非线性的，从而使校正系数K值变化，难以进行定量；2）试样产生热效应时，由于与参比物、环境的温度有较大差异，三者之间会发生热交换，降低了对热效应测量的灵敏度和精确度。 使得差热技术难以进行定量分析，只能进行定性或半定量的分析工作 4.DTG曲线体现的物理意义及其相对于TG曲线的优点。 答：DTG曲线表示的是物质在加热过程中质量随时间的变化率（失重速率）与温度（或时间）的关系。其相对于TG曲线的优点有： 1.能准确反映出起始反应温度Ti，最大反应速率温度Te和Tf 。更能清楚地区分相继发生的热重变化反应，DTG比TG分辨率更高。DTG曲线峰的面积精确对应着变化了的样品重量，较TG能更精确地进行定量分析。能方便地为反应动力学计算提供反应速率（dw/dt）数据。DTG与DTA具有可比性，通过比较，能判断出是重量变化引起的峰还是热量变化引起的峰。TG对此无能为力。 5.有一石灰石矿，其粉料的TG-DSC联合分析图上可见一吸热谷，其T onset为

煤种分类及煤质特征

煤种分类及煤质特征 分为十四大类，24小类，大类为： 1）无烟煤：煤化程度最高，含碳量高达90%—98%，含氢量较少，一般小于4%。外观呈黑至钢灰色，因其光泽强，又称白煤。硬度高，不易磨碎。纯煤的真密度为1.4—1.9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱.主要生产氮肥和民用,少数电厂也用。. 2）贫煤：是煤化程度最高的烟煤，受热时几乎不产生胶质体，所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%，燃点高，火焰短，发热量高持续时间长，主要用于动力和民用。 3）瘦煤：是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样，区别是加热时产生少量的胶质体，能单独结焦。因胶质体少，所以称瘦煤。灰融性差，多用于炼焦。 4）1/3焦煤：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。

5）气肥煤：挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭。 6）1/2中粘煤：粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7）贫瘦煤：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。 8）焦煤：是结焦性最好的炼焦煤，也称主焦煤。中等挥发分，一般大于18%—30%，大多能单独炼焦。Y 值一般大于12%—25%，主要是炼焦用。 9）气煤：是煤化程度最底的炼焦煤，干燥无灰基挥发分均大于30%，胶质层最大厚度大于5—25mm，隔绝空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦，也作为动力煤和气化用煤。煤质低灰低硫，可选性好，是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10）肥煤：中等煤化程度的烟煤，高于气煤。挥发分一般为24%—40%，胶质层最大厚度大于25mm，软化温度低，有很强的粘结能力，是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦，也作动力用煤。

印尼煤种特性

印尼煤的煤质分析：全水分27.74，灰分6，挥发分35.4，硫0.3，低位发热量4278Kcal。如用流化床锅炉燃烧此煤种，由于灰分太少，无法发挥流化床锅炉的优势，无法有效的传递热量，负荷肯定受影响，建议与其他物料或煤种掺烧。 流化床锅炉的掺烧方式大致有三种： 1、在印尼煤中掺烧石英砂，由于石英砂在高温下硬度非常大，会加剧受热面的磨损，最好不要采用。 2、如果贵厂还有链条炉或者附近有其他企业燃烧链条炉，可以将将链条炉渣掺烧到印尼煤中。链条炉渣的热值可以达到2000 Kcal左右。 3、在印尼煤中掺烧煤矸石，利用煤矸石的高灰分提高混合煤种的灰分比例。选择一种煤矸石：灰分73，挥发分20，低位发热量2231Kcal。将70%的印尼煤和30%的煤矸石混合后低位发热量为3664 Kcal，灰分为26.1，挥发分为30.78。经计算燃烧混合煤的锅炉热效率为88.7%，每小时燃煤量14.9吨（10.4吨印尼煤和4.5吨煤矸石）。 经过混合后的煤种品质可认为烟煤，完全适应471或478型流化床锅炉，但和燃用孟县煤有一些区别： 1、燃混合煤（低位发热量为3664 Kcal）的每小时煤量比用孟县煤（低位发热量5850 Kcal）大了60%。燃用孟县煤时需要适当调整一二次风量，保证煤与空气量相配合适。 2、燃烧不同煤种时循环流化床锅炉主循环回路和尾部对流

烟道的热量分配是用区别的。燃用低挥发分的孟县煤时，炉膛采用了较高的床温，因此进入尾部对流烟道的烟气温度高，携带的热量要比燃用混合煤多。燃用孟县煤时需要注意过热器气温和喷水量的调整。 济南锅炉厂设计处 2010年9月9日 根据锅炉专业通过丽村印尼保运人员了解，该煤种由于挥发份高，灰份低在炉子本身的燃烧调整上表现出来的主要特点如下： 1、具有较高的燃烧效率，非常容易燃尽，单从挥发份和灰份上讲类似于油页岩。 2、燃用此煤种很难蓄积料层，建立良好的物料循环，需要进行掺伴，1(印尼煤)/5（其他煤种）。 3、由于此煤种挥发份偏高会分较低，着火点低但同样其熔点也较低，表现出来的燃烧特性较粘，容易使落煤管、放渣管产生挂焦堵塞。 4、为了降低结焦的可能性保证锅炉的运行安全，床温控制较低一般不超过900度，对传热效率有一定的影响。 综上所述根据印尼煤的各种特性，我认为印尼煤进行掺伴燃烧具有较高的可行性，同时可以有效提高锅炉效率，与市场上低价位低热量、低挥发份的煤种进行掺伴，总体平衡经济性上应该占有一定的优势，但最佳的掺伴比例需要一定的时间段进行试烧

煤粉特性

1煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性 以及煤粉所处的环境条件所决定的。 1.1煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米，其中20~50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很轻易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此，制粉系统的严密性要好。 1.2煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦碰到火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2~3倍大气压），从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤粉（如烟煤等），很轻易自燃，爆炸的可能性也很大。 煤粉越细越轻易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。 煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实，最危险得浓度在1.2~2kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01~0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传 播而产生的很大的冲击力和声音。 潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。 2制粉系统爆炸原因分析

实验一煤燃烧特性的热重分析

实验一燃烧特性的热重分析 一、实验目的 1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作； 2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。 二、实验内容及要求 1．熟悉热重分析工作原理； 2．学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析燃烧特性。 三、实验步骤 1．试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。 2．开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22℃）；（2）接通气体（氮气流量：30ml/min；空气流量：100ml/min）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度 和气流稳定后，打开TGA 主机；（4）打开计算机进入Windows NT，双击“STAR e” 图标打开STAR e软件。 3．根据软件建立试验方法，设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃，完毕后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。 4．根据随机软件进行数据处理。 5．关闭系统：（1）须在TGA 主机的炉温低于300℃后关闭恒温水浴槽；（2）关闭TGA 主机；（3）关闭气体；（4）关闭计算机。 四、实验报告 1．热重燃烧特性指标的含义和求解方法； 2．热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义； 3．求解煤/生物质燃烧特性参数； 4．结合所得数据分析燃烧特性。

瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851e热分析系统 图1、图2为热分析系统原理图。该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天平和高温恒温浴槽。 具体参数如下：型号：TGA/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。 图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化（如热胀冷缩效应）的影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内（22.0±0.1℃），不受环境因素的影响。其中的测试炉采用水平结构，可最大限度地消除可能产生的气体紊流的影响，克服热气体对流上升容易产生的“烟囱效应”。该系统采用单坩埚结构，使样品处于测试炉的几何对称中心，在升温室得到均匀加热。测量样品的温度传感器直接安装于坩埚底部，能准确测取样品温度。加热炉内可通入需要的各种反应气体，同时为了保护天平免受反应气体的腐蚀，需要通入保护气体。 图1 热分析系统示意图 图2 TGA/SDTA851e原理图 1—隔热挡板；2—反应性气体毛细管；3—石英护套；4—气体排出阀门（偶联接口）；5—样品温度传感器；6—加热炉；7—炉温传感器；8—电源接点；9—真空和清洁气体管；10—恒温天平室；11—平行导向超微量天平；12—样品室开启装置；13—冷却水管道；14—保护气体入口；15—反应气体入口；16—真空连接和清洁气体入口