臭氧对煤粉燃烧的影响

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1、第31卷第3期北京科技大学学报V01．31No．32009年3月JournalofUniversityofScienceandTechnology~UingMal"．2009臭氧对煤粉燃烧的影响张曦东张建良郭豪龚必侠北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083摘要根据强紫外线辐射空气可产生臭氧的原理，将经紫外辐射后的空气通入热天平与煤粉发生燃烧反应，采用热分析方法研究臭氧对煤粉燃烧的影响．实验表明紫外辐射空气得到的少量臭氧使煤粉燃烧的失重和放热时间提前．对煤粉燃烧的动力学进行分析，结果显示臭氧使煤粉燃烧反应的活化能降低．紫外线激发高温氧气产生氧原子的热力学计算结果表明：

2、温度越高，氧分子越容易被紫外线激发为氧原子．提出了使用强紫外线辐射热风促进高炉喷煤燃烧的设想．关键词臭氧；紫外辐射；煤粉燃烧；高炉喷煤分类号TF538．63EffectofozoneoncoalcombustionZI-LANGX—dong，ZH．／~qGJian—liang，GUOHao，GONGBi—xiaSchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，ChinaABSTRACTWiththeprinciplethato

3、zonegenerateswhenairisexposedtostrongUVradiation．UV-radiatedairflowedintoather—mobalancetOreactwithpulverizedcoa1．ThethermalanalysismethodwasusedtOstudytheeffectofozoneoncoalcombustion．Itisshowedthatsmallamountofozonecanadvancetheburningtimeandtheweightlessnesstimeofpulverizedcoa1．Dynamics

4、analysisre-vealsthatozonedecreasestheactivationenergyofpulverizedcoalcombustionreaction．Thermodynamicealculationsshowthatthehigherthetemperatureis，themoreeasilytheoxygenatomsarestimulatedbyoxygenmoleculesexposedtoUVradiation．TheideaisproposedthatstrongUV—radiatedhotblastairflowshouldbeused

5、tOincreasethecombustionefficientofinjectedcoalforablastfur—nace．KEYWORDSozone；UVradiation；pulverizedcoalcombustion；powdercoalinjection臭氧(()3)是氧分子(O2)的同素异形体．大气中目前还未见到臭氧在高炉喷煤等煤粉燃烧领域的研的氧分子受紫外线辐射分解成氧原子后，氧原子又究报道，为此本文研究臭氧对煤粉燃烧的影响．与周围的氧分子结合而形成的含三个氧原子的臭氧1利用热分析方法研究臭氧对煤粉燃烧的分子．臭氧分解为氧分子(O2)和氧原子(0)后，氧影

6、响原子化学性质非常活泼，反应性极高，具有很强的氧化性[1-2]．有学者对进气中含有一定浓度臭氧的发1．1热分析实验动机的燃烧和排放性能进行了实验研究，证实臭氧常温下，采用紫外线辐射空气的方法可以得到可以强化燃油的燃烧反应，提高燃烧性能，降低排放少量臭氧[7-12]．空气流(60mL·min)进入内表面污染物含量，认为臭氧以及臭氧分解出的氧原子对经过抛光的不锈钢管中，经过紫外线辐射后进入差有机物的燃烧有促进作用J．煤炭是我国的主要热天平，如图1所示．经美国热电环境仪器公司的能源，每年以燃煤形式消耗的煤炭就高达6亿t，主49C臭氧分析仪分析，空气流中臭氧的质量浓度为要用于高炉喷

7、吹、火力发电和一般锅炉燃煤等用途．85mg·m～．称量18mg煤粉(<0．074mm)，置于差如何提高煤的燃烧性能，越来越受到人们的重视．热天平中，以升温速率20℃·min加热．紫外线光收稿日期：2008~)3-03●基金项目：国家“十一五”科技支撑计划资助项目(No．2006BAE03A01)作者简介：张曦东(1977一)，男，博士研究生；张建良(1965一)，男，教授，博士生导师，E—mail：j1．zhang@metal1．ustb．edu．Crl第3期张曦东等：臭氧对煤粉燃烧的影响源使用北京汇亿鑫光源技术开