锅炉飞灰含碳量偏高的热重研究.pdf

《锅炉飞灰含碳量偏高的热重研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、锅炉飞灰含碳量偏高的热重研究l，2l，2l，2韩晓强，陈晓平，崔亚兵（1.东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室，江苏南京210096；2.东南大学热能工程研究所，江苏南京210096）摘要：利用热重分析仪对某电站用煤进行了热解和燃烧特性的热重实验研究。借助TG、DTG和DTA曲线，结合不同的燃烧特性判据，判别和比较了2个煤种的热解及燃烧性能，同时验证了不同判据的可靠性。关键词：煤；热分析；燃烧；热解中图分类号：Tkl22文献标识码：A文章编号：l006-6772（2005）03-0062-03迄今为止，国内外对于煤燃烧特性的研究已经线、差热曲线和热流曲线。该仪器的主要技术数据十分广泛和

2、深入，科研人员提出了多种比较不同煤如下：种燃烧特性的判据。但是，这些判据在实际应用中热天平精度：0.l!g；最大试样量200mg；温却存在着许多争议，有的认为煤的燃烧特性应当用度精度：12C；温度范围：室温-l600C；升温［l］着火温度或着火延迟时间表示，有的认为燃烧速率：0.0l~99.99C/min。特性应该用燃烧过程中的失重速率或煤粒温度来表1.2试验条件［2］达，还有的认为煤的燃烧特性应该与化学动力（l）试样粒度：小于0.2mm；试样质量：5mg学参数（如燃烧反应的活化能、反应比表面积等）左右；升温速率：l0C/min；［3］相联系。客观而言，在煤燃烧特性的研究中，（2）试验气氛：燃

3、烧：空气，流量85mL/min上述不同方法或指标均有其合理性，只是侧重点各左右；有不同。热解：高纯氮（99.999%），流量85mL/min笔者针对某电站燃煤锅炉更换2种热值和挥发左右；分含量基本一致的煤种后飞灰含碳量明显增加的现（3）试验终止温度：热解：l000C；燃烧：象，利用热重分析仪对2个煤样进行热解和燃烧特900C；性热重实验研究。借助实验得到的TG、DTG和1.3试验内容DTA曲线，并结合不同的煤燃烧特性判据来判别对2个煤种Al和A2分别进行燃烧和热解热和比较两种试样的热解和燃烧性能，同时验证各判重试验。2种试样的工业分析结果见表l。据的可靠性。通过对TG、DTG曲线的分析来研究煤

4、燃烧过程中的着火温度、反应活化能、频率因子、燃尽温1实验部分度以及热解过程中的挥发分初析温度、反应活化1.1试验装置能、频率因子等参数，并以此对2种煤样进行分析试验采用法国Setaram公司TGA92型热重-差比较。热分析仪，可获得试样的热重曲线、微商热重曲收稿日期：2005-05-23作者简介：韩晓强（!"#$—），男，河南洛阳人，硕士研究生，从事洁净煤技术研究工作。62洁净煤技术2005年第ll卷第3期Y=aIX（8）由上式作图求出该直线的斜率即可方便地求出活化能E和频率因子A。试样热解和燃烧过程中的反应动力学参数见表2。在燃烧动力学参数中，活化能是一个十分重要的参数，它代表反应物的分子由

5、初始稳定状态变为活化分子所需吸收的能量。活化能比着火温度更能2试验结果与分析从本质上描述试样的着火性能。由表中数据可以看出：燃烧时，煤样Al的反应活化能明显高于A2，2.1反应动力学参数的测定说明Al的燃烧反应活性比A2低；热解时，2种煤忽略温度对活化能的影响，并假设反应符合简样的反应活性基本一致。对比2个试样的燃烧TG/［4］单动力学方程，即：DTG曲线，如图l、图2所示，可以看出，Al试样d!I=（Il-!）（l）有明显的托尾现象。d"式中，"为反应时间，I为速率常数，I为反应级数。!为转化率，定义如下：W0-W"!=（2）W0-Wf式中，W0和Wf分别为试样的初始质量和反应结束时的质量，

6、W是时间"时的质量。由ArrheIius"（阿累尼乌斯）公式：E-I=AeRT（3）式中A为频率因子，E为活化能，R为理想气体常数，T为试样温度。图1试样A1的燃烧热重曲线定义升温速率：dT#=（4）d"联立（1-4）式，可以得到：d!A-EI=eR（Tl-!）（5）dT#移项积分得：!d!ATE-=eRTdT（6）jIj0（l-!）#T0取I=1，得到：ln（l-!）AR2RTEln[-2]=ln[（l-）]-RT（7）图2试样A2的燃烧热重曲线T#EEAR@RTEl令a=ln[（l-）]，I=-，X=，2.2燃烧特性参数和挥发分析出特性参数的确定#EERT采用3种不同方法（DTG法、TG-

7、DTG法和ln（l-!）Y=ln[-2]，则有：固定失重百分数法）分别求取2个试样的着火温T锅炉飞灰含碳量偏高的热重研究63度，用TC-DTC法和固定失重百分数法求取热解时挥发分的初析温度，将试样的燃烧失重占总燃烧失重99%时所对应的温度定义为燃尽温度。结果见表3。由表3可见，在2种定义方法下，A1试样的挥发份初析温度均明显低于A2，而A1试样的着火温度也均低于A2，但电厂实际运行结果表明，在运行