TG—DTGDTA研究混煤的燃烧特性.pdf

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1、第34卷第3期煤炭转化Vo1．34No．32011年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2O11TG—DTG／DTA研究混煤的燃烧特性鲜晓红D杜云贵张光辉。摘要采用TG—DTG和DTA(热重一热重微分和差热)技术分析研究了褐煤、烟煤以及无烟煤混煤的燃烧特性，获取了混煤燃：哓的特性参数，如着火温度(T)、最大失重温度(丁m)以及燃尽温度(T)．TG-DTG结果表明，升温速率为2O℃／min时基本能够反映三种煤样的热解特性；DTA结果表明，无烟煤与褐煤之比为3：7时，烟煤与褐煤之比为3：7时混煤具有较好的燃烧特性．关键词燃烧特性，混煤，差热热重中图分类号TQ534线随掺混比

2、的变化规律，并对其燃烧特性进行探讨．0引言1实验部分我国煤炭资源分布不均衡以及受限于运输能力，混煤燃烧逐渐成为国内电站常用的做法．目前，1．1样品国内电站对混煤的燃烧特性尚缺乏深入了解，仅根据煤的发热量或挥发分含量对煤进行简单的掺混．实验所用样品为重庆烟煤、重庆无烟煤和云南∞加虽然混煤燃烧的某些特性可以通过混煤组成的自身褐煤，其工业分析见表1．特性以及其质量分数合理地确定，但这并不通用，尤表1煤样的工业分析(％)Table1Proximateanalysisofsamples()其是一些重要的燃烧特性无法预测，如着火温度等．_1热重分析(TG)作为一种有效研究手段，近年Sa

3、mpleM日dAdVadFCadAdVdVaafFCdBituminous3．162O．7917．O658．9921．4717．6222．436O．91来在煤的燃烧和热解研究中被广泛采用．TG曲线Anthracite2．O418．591O．8668．8518．6311．O913．637O．28对温度或时间的一阶导数(DTG)通常称为燃烧分Lignite7．299．7342．9440．0410．4946．3251．7543．19布曲线，综合了煤的反应性能、灰分与无灰干燥基的实验煤样编号及其组成见表2，各煤样平均粒结合性、内部孑L隙率、燃烧过程中煤粒的膨胀及孔隙径均为16O目．

4、变化等因素的影响，较完善地表达了煤的着火、燃烧表2煤样的比例及编号及燃尽特性，对判断煤的燃烧性能有较确切的表达Table2Compositionandtagofsamples力及较高的分辨力．_2]差热分析(DTA)通过在程序SerialAnthraciteLigniteBituminouscoal控温下测量样品与参比物的温度差与温度(或时间)相互关系，可以得到煤样在整个研究过程中的热量变化情况，对煤样进行整体评价．[3-5]褐煤、烟煤及无烟煤的燃烧特性国内学者已经进行了很多研究[6]，但对褐煤与烟煤及无烟煤混煤燃烧特性．的研究还比较少．由于褐煤的燃烧特性与烟煤及无烟煤燃烧

5、特性相差较大，对燃烧特性相差较大的煤样进行研究，获取混煤燃烧特征参数，有利于混煤燃烧实践，其实1．2样品的TG和DTA分析用意义更大．故本实验拟以褐煤、烟煤和无烟煤的混煤为研究对象，根据实验数据得出混煤燃烧分布曲热重一差热(TG—DTA)分析在Shimadzu生产的*中电投集团公司资助项目(20090295)．1)高级实验师；2)工程师，重庆大学化学化工学院，400030重庆；3)助理研究员，重庆大学资源与环境科学学院，400030重庆收稿日期：2011-01—15；修回日期：201卜04—12煤炭转化DTG一6OH型差热一热重分析仪上完成．测试条件：速率过快时，样品内部温

6、度低于外表，挥发分分解缓升温范围为室温～1000℃，升温速率10℃／min~慢，其扩散需要时间，导致TG曲线明显拖尾所致．40C／min，气氛为35mL／min空气，样品重量约当升温速率由1O℃／min增加到4O℃／min7．1mg．时，三种煤样的最大失重都有一定程度的减小，而其变化趋势又各不相同．烟煤升温速率在20。C／min2结果与讨论以上及无烟煤升温速率在2O℃／min以下时，其TG曲线的终端基本重合，而褐煤的TG曲线终端在三种升温速率时变化不大．升温速率对三种煤样影响2．1升温速率对煤燃烧过程的影响程度的相对大小为：烟煤>无烟煤>褐煤．与表1中升温速率对煤的燃烧特性

7、有着重要的影响．[-79]不同煤样的组分关系变化比较，可发现升温速率对三种煤样在不同的升温速率下得到的TG曲线见图1．煤样的影响与煤样中含有的易挥发组分变化关系不由图1可知，随着升温速率逐渐增大，三个煤样燃烧一致，这与文献[9]报道的不一致．同时也说明升温反应的初始温度和终止温度都逐渐升高，TG曲线向速率对煤样热解的影响比较复杂，还需进一步探讨高温方向移动，产生热滞后现象．这是由于煤热解是才能得出合理的结论．吸热反应，且煤的导热性能差，传热需要时间，当升温由图1可知，升温速率为20℃／min时基本能够图1不l司升温