能源技術(shù)與管理2005年第2期環(huán)保與潔凈煤混煤燃燒特性的熱重分析法研究孫明,莫言學(xué),李梅,蔣玢中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院江蘇徐州221008)摘要]利用熱重分析法對(duì)由無煙煤、煙煤和瘦焦煤及其混煤的著火、燃燼等燃燒特性進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:在無煙煤中摻入煙煤或瘦焦煤,煤的著火和燃燼都有較大改善;當(dāng)混煤中煙煤、瘦焦煤比例分別占50%~75%和0~25%時(shí),對(duì)無煙煤改善效果明顯;相同摻混比例下,煙煤的改善效果總體上比瘦焦煤好。關(guān)鍵詞]混煤;燃燒;熱重分析;摻混比[中圖分類號(hào)]TQ534[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-943(2005)020050020引言20mL/min;升溫速率為20C/min;溫度變化范圍為30~900C;試樣重量約為10.0mg。煤炭是我國的主要能源,在我國一次能源消費(fèi)為了便于研究摻混對(duì)燃燒的影響規(guī)律,在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)中煤炭占70%左右,其中動(dòng)力用煤占煤炭消中首先選取無煙煤、煙煤、瘦焦煤分別作單一煤種費(fèi)總量δ5%以上,煤的燃燒特性對(duì)煤粉鍋爐運(yùn)行的熱天平試驗(yàn),然后按無煙煤和瘦焦煤,無煙煤和有著至關(guān)重要影響。目前國內(nèi)電對(duì)混煤的燃燒特?zé)熋阂?:1,1:1,1:3的比例摻混作不同比例下性尚缺乏深入的了解,往往僅根據(jù)煤的發(fā)熱量或揮混煤的熱夭平燃燒試驗(yàn),由熱重曲線(TG)和微商發(fā)份含量對(duì)煤進(jìn)行簡單的摻混,以致造成能源的浪熱重曲線(DIG)對(duì)試樣進(jìn)行分析。費(fèi)。實(shí)際運(yùn)行表明,與單一煤種相比,混煤的燃燒2試驗(yàn)結(jié)果及分析特性和結(jié)渣特性將發(fā)生較大的變化。因此,研究2.1燃燒過程不同煤種摻混的煤炭燃燒特性具有重要的實(shí)際價(jià)試驗(yàn)部分煤樣的TG、DTG曲線如圖1所示值和理論意義。1試驗(yàn)條件E利用德國進(jìn)口的 NETZSCH409C型差示熱天平,對(duì)無煙煤(W)、煙煤(Y)組成的混煤及無煙煤和瘦焦煤(S)所組成混煤進(jìn)行熱重試驗(yàn)。試驗(yàn)所用三種原煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)(ad表示空氣干燥基)如表1所示。表1煤樣的工業(yè)分析數(shù)據(jù)02004006008001000工業(yè)分析/%空氣干燥基低位(a)無煙煤的TG-DTG曲線樣品Aad Mad FCad發(fā)熱量/(kJ/kg)W7.1924.051.3367,4321540S15.0112.711.3070.9828990E[-02中國煤化工首先將煤樣用顎式破碎機(jī)破碎到3mm以下,CNMHG再用HY98系列密封式制樣粉碎機(jī)統(tǒng)一制成粒度約150目作試樣,利用 NETZSCH409C差示熱天平對(duì)各試樣進(jìn)行燃燒特性實(shí)驗(yàn),工作氣氛為模擬空(b)煙煤的TG-DTG曲線氣:N2和方歡據(jù)流量分別為80mL/min圖1部分試樣的 TGDTO曲線2005年第2期孫明等混煤燃燒特性的熱重分析法研究51從圖中可看出,無煙煤TG曲線失重和燃燼溫根據(jù)已有數(shù)據(jù)計(jì)算出所定義的燃燼率的數(shù)值度比煙煤高。DTG曲線峰值為最大失重速率不同摻混比例的燃燼率曲線如圖3所示2.2著火特性著火溫度大小反映了煤種的著火性能或煤種活化能的高低,其數(shù)值越小,表明該煤種著火越容易?，F(xiàn)采用最常用的 TG-DTG法來確定煤的著火溫度,即在DTG曲線上,過峰值點(diǎn)作垂線與TG曲線交于一點(diǎn),過該點(diǎn)作TG曲線切線,該切線與失重開始時(shí)平行線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度定義為著火0.002.0.4060.81.0溫度2。單煤及混煤著火溫度如圖2所示。圖3不同摻混比例混煤的燃熾率曲線從圖3中可看出.無煙煤的燃燼率最低,瘦焦煤次之,煙煤最高。這與工業(yè)分析結(jié)果一致,即揮發(fā)份高的煤炭燃燼率較高。且隨著混煤中無煙煤含量增大,燃燼率下降。當(dāng)瘦焦煤在混煤比例占50%~75%和0~25%時(shí)改善效果明顯,而煙煤在0.002040.60.81.0混煤比例占0~50%時(shí)效果明顯。這是由于在燃燒過程中,煙煤的揮發(fā)份首先著火,燃燒產(chǎn)生的熱圖2不同摻混比例混煤的著火溫度曲線量促使無煙煤較快地進(jìn)入燃燒狀態(tài),從而提高了無從圖2可看岀,隨著混煤中煙煤比例的增大,煙煤的燃燼程度?？倳A來說,瘦焦混煤改善燃熾率著火溫度逐漸下降,特別是當(dāng)無煙煤:煙煤>1:3的效果不如同等比例的煙煤混煤時(shí),著火溫度下降明顯,最大下降30C。而當(dāng)無煙3結(jié)論煤:煙煤<1:3時(shí),下降幅度減緩。同樣,混煤中利用德國進(jìn)囗的 NETZSCH409C型差示熱瘦焦煤比例增大,著火溫度也下降但下降幅度不如天平對(duì)無煙煤和兩種煙煤及其混煤的燃燒特性進(jìn)煙煤明顯。分析原因是由于煙煤中揮發(fā)份含量較行研究并得岀:無煙煤中摻λ煙煤或瘦焦煤,煤的大,使得煙煤在較低溫度下析岀揮發(fā)份,揮發(fā)份著著火和燃燼都有較大程度改善;不同煤種不同比例火提升氣流溫度,帶動(dòng)著難著火的無煙煤析岀揮發(fā)組成混煤,它們旳燃燒特性均有不同程度的改變;份、著火燃燒。同時(shí),由于不同煙煤和瘦焦煤的揮當(dāng)混煤中煙煤、瘦焦煤比例分別占50%~75%和發(fā)份含量的不同,使得它們對(duì)混煤的著火點(diǎn)影響也25%時(shí),對(duì)無煙煤改善效果明顯。相同摻混比例不同下,煙煤的改善效果總體上比瘦焦煤好。2.3燃燼率[參考文獻(xiàn)]實(shí)驗(yàn)由DTG曲線上的最大極值點(diǎn)來確定最大失重速率(dw/dt)灬x,其所對(duì)應(yīng)的溫度為T,[冂]姚強(qiáng),岑可法,施正倫,等.多煤種配煤特性的試驗(yàn)研同時(shí)從TG和DTG曲線上可以看出,該煙煤在究[冂].動(dòng)力工程,1997,17(2)630℃以后,TG曲線趨于平直,DIG曲線波動(dòng)于[2]聶其紅孫紹增,李爭起,等褐煤混煤燃燒特征的熱零值附近。而其它煤種的燃燼溫度都要比這個(gè)溫重分析法研究[冂].燃料科學(xué)與技術(shù),2001,7度要高因此,為便于進(jìn)行比較,將630C作為特征3]劉豪邱建榮,吳昊,等鈣基復(fù)合添加劑與煤粉混燒的溫度,以此溫度下的熱重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來表征燃熾特性中國煤化工2002,25(2):68-70用來比較所研究混煤煤樣的燃燼特性。用f表示作CNMHG燃燼率3,其定義為f=(100-TG5s)/(100-TA)×100%孫明(1981—),女,江蘇漣水人,現(xiàn)為中國礦業(yè)大學(xué)化式中,TG為630C時(shí)殘余物量;T為燃料總灰工學(xué)院在讀碩士研究生,研究方向?yàn)槊喝紵荨８迦掌?2004-11-09]