煤的热天平燃烧反应动力学特性的研究

采用热天平获得同一种煤在不同升温速率下的TG、DTG曲线,可求出燃烧速率、燃烧温度随燃烬度的变化曲线,根据两个不同升温速率下的数据,可计算出化学动力学参数活化能和指前因子随燃烬度的变化曲线。根据实验数据计算得到四个煤种的反应动力学参数随燃烬度变化的曲线,并预测其中一种煤在第三个升温速率下的燃烧速率随燃烬度的变化曲线,计算结果与实验结果符合较好。用此模型预测了在不同的恒定温度下试验煤种的煤粉燃烧速率随燃烬度的变化趋势。     

褐煤热解与燃烧时矿物转化和细灰形成的CCSEM研究

在沉降炉中进行了一种典型中国褐煤的热解与燃烧实验,热解气氛为N2,燃烧气氛为O₂/N₂=21:79,采用CCSEM分析原煤、煤焦与煤灰。CCSEM分析结果表明,铁氧化物、石英、黄铁矿、伊利石和高岭土是煤中主要的矿物成分,同时也是主要的外在矿成分,褐煤中57.26%的矿物粒径小于10μm。在热解与燃烧过程中,煤中主要矿物发生了明显转化。富Si矿物和硅铝酸盐在热解和燃烧过程中可能发生了破碎;而富Fe矿物部分明显破碎生成细小矿物,部分外在矿直接转化,未发生明显破碎。细灰少量来自于细小富硅矿、石英和铁氧化物等矿物的直接转化,70%以上的细灰由Ca、Fe含量很高的混合硅铝酸盐组成。     

灰对煤焦燃烧的动力学研究

基于表观动力学灰膜缩核模型,本文发展并利用耦合的灰膜与灰渗透本征动力学模型,详细研究焦炭颗粒燃烧特性。氧化反应与气化反应耦合能够高精度预测煤焦颗粒燃烧特性。随灰膜形成比例下降,焦炭颗粒燃烧温度升高,碳燃尽时间缩短;当碳转化率低于80%时,碳转化率主要受灰膜影响,灰渗透影响甚微;但当碳转化率大于80%时,灰膜与灰渗透同时起作用。     

成灰温度对准东煤灰理化特性影响的实验研究

将3种新疆准东煤和4种对比煤种在不同温度下制灰,研究了成灰温度对灰理化特性的影响,并分析了准东煤的积灰结渣特性。研究表明:灰分量、灰成分、灰熔融性、灰挥发特性均与成灰温度密切相关,成灰温度过高会导致碱金属挥发,过低则灰中含有可燃成分。过高或过低的成灰温度均不能准确反映准东煤灰的理化特性,655℃成灰温度比较适合准东煤.提出了采用ST与碱金属含量相结合的结渣判定方法,提高了准东煤结渣判别的准确性.     

氧燃烧方式下矿物质与重金属行为特征的研究

在沉降炉试验台上,进行空气气氛及O2/CO2气氛燃煤试验,通过X射线衍射分析和ICP-AES分析研究了不同气氛下煤灰中矿物质组成及痕量元素的挥发特性.并根据热力学多相平衡原理对矿物质与重金属在两种气氛下的挥发行为进行了计算和比较分析.结果表明,氧燃烧气氛下的矿物质组成与空气气氛下并无明显不同,矿物质元素的蒸发气化亦没有受到明显的影响,但在氧燃烧气氛下矿物质的晶相向非晶相的转化得到了较大改善,有可能使电站锅炉沉积得到缓解;氧燃烧气氛下灰中痕量元素相比空气气氛下在底灰中有明显的富集.     

煤在燃烧过程中表面灰层内气体扩散传质特性的研究

煤在燃烧过程中表面灰层内气体扩散传质特性的研究严建华，倪明江，张宏焘，岑可法（浙江大学能源工程系杭州３１００２７）关键词：灰层扩散，煤燃烧，孔隙率一、引言就流化床燃烧锅炉通常燃用的较大粒度的煤而言，其焦碳的燃尽时间占了煤粒燃尽所需时间的绝大部分，粗略...     

燃煤过程痕量元素动力学机理的研究进展

由于痕量元素在煤中的含量低微、检测困难,加之其原子量一般较大,可能的反应途径多,使得相关的反应机理研究难度极大。本文结合作者的研究成果,介绍了煤燃烧过程中痕量元素化学反应动力学的国内外研究进展,包括痕量元素化学动力学机理的建立;相关的典型实验、计算模拟及其实验验证、动力学机理模型的简化;痕量元素反应动力学机理的完善和发展,包括采用简单碰撞理论、活化络合物理论(亦称过渡态理论,或绝对反应速率理论)对痕量元素化学反应动力学机理的修正;最后指出煤燃烧过程中痕量元素动力学研究的若干方向是: (1)痕量元素反应动力学模型数据库的建立;(2)煤燃烧过程中,主量元素和次量元素的动力学机理的完善; (3)各痕量元素之间动力学研究的开展; (4)实际燃烧过程中痕量元素动力学行为的研究。     

基于热质理论的广义热弹性动力学模型

具有微尺度传热特征的超常传热过程中,热流矢与温度梯度之间存在延迟效应,且热流的运动受到空间效应的影响.基于热质概念的普适导热定律,结合Clausius不等式和Helmholtz自由能公式,构建了计及热流矢和温度对时间和空间惯性效应的广义热弹性动力学模型,推导了各向同性材料超常传热行为的热弹性控制方程组.通过与已有广义热弹性动力学模型进行对比分析可得,当热流密度不大的条件下,热流矢与温度对空间的惯性效应可忽略时,基于热质概念的广义热弹性模型可分别退化为L-S,G-L和G-N的模型;对于尺度微观、稳态导热条件时,热流矢与温度对空间的惯性效应不可忽略,此时导热系数将受到热质运动惯性效应的影响,利用所建模型可揭示稳态导热时呈现的非傅里叶现象,并可避免基于已有广义模型得到的导热系数随结构特征尺寸变化的非物理现象.     

定量研究高中物理中一个经典的动力学模型

借助Matlab强大的数值计算功能,定量研究中学物理中的一个经典的动力学模型,从而得出一些有用的结论,并对其他几个类似的物理模型进行了定性的分析.     

聚甲基丙烯酸甲酯等温燃烧反应的动力学研究

使用锥形量热仪研究了 3mm厚、10 0× 10 0mm2 的透明聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)板在不同温度下的燃烧反应 ,采用化学动力学法拟合了PMMA燃烧过程中质量损失率a与时间t的单方程速率模型 .结果显示 ,在PMMA燃烧过程中 ,质量损失速率受产物的解吸附和扩散过程控制 .PMMA在 5 84～ 80 0℃燃烧时 ,合适的反应动力学方程为 [-ln(1-a) ]1/4=Ae-E/RTt ,其中指前因子A约等于 0 .12 39s-1,平均表观活化能E约为2 2 .81kJ/mol,并与温度的变化基本无关 ,计算结果与实验数据吻合较好     

煤燃烧过程矿物质行为研究

１前言煤中矿物质行为直接影响到煤灰熔融特性,影响到燃烧锅炉的结渣程度。以前曾对单种煤煤灰加热过程中矿物质行为特征［１,２］,以及混煤煤灰熔融行为与矿物形态间的关系［３,４］进行过研究。但这些研究均是以煤灰做为试样,静态加热处理并分析的基础性研究,而未考虑到燃烧锅炉内煤灰颗粒的加热燃烧速度、空间分布情况以及炉内温度分布。本研究将在四角燃烧炉内,煤燃烧过程中不同位置取出友样进行矿物质形态分析,并与煤灰静态加热过程矿物质组成及含量变化进行比较分析。２实验方法试样采用株州煤。制成８００”Ｃ灰样,株州煤的…     

混煤煤灰熔融特性及矿物质形态的研究

本文对混煤熔融特性温度进行测定，并利用X-射线衍射分析对混煤煤灰的矿物组成进行试验分析，结果表明：混煤可改变原煤的结渣程度；混煤灰熔点与混煤比不成线性关系变化是混煤煤灰的低温共熔现象所致；在变形温度T1下煤灰中矿物质莫来石对煤灰熔融特性温度影响较大，莫来石含量越高，灰熔点越高．     

燃煤飞灰物理化学特性及其润湿机理研究

以小龙潭电厂燃煤飞灰及其不同粒径范围的分级灰为对象,采用X射线荧光光谱、X射线衍射、离子色谱、Zeta电位、扫描电镜等实验方法研究了飞灰的物理化学特征.同时采用沉降实验、表面张力实验研究了三种不同润湿剂对飞灰的润湿性能.研究发现,溶液对飞灰的润湿能力不仅取决于其气液界面张力,还与飞灰的组成、表面电位以及形貌特征密切相关.亲水性物质含量的增加,颗粒表面电荷与润湿剂分子间的静电吸引,颗粒表面的棱角孔隙等均可以促进其润湿;温度越高飞灰润湿性能越好,且温度对飞灰润湿过程影响较大,温度较高(60℃)时润湿剂种类及浓度对飞灰润湿过程的影响不明显.     

煤中汞、矿物、灰分的相关性研究

本文以阿尔伯塔次烟煤为研究对象,对煤样进行密度段划分,测定了个密度段的汞含量,用低温灰化仪对各密度段煤样进行低温灰化,对低温灰进行XRD(X-Ray Diffractometers)分析,研究其中矿物成分及含量.分析了该煤样中汞、矿物及其灰分的相关性,提出了汞赋存于阿尔伯塔次烟煤中一种特殊矿物-赵击石(Chaoite)中的可能性.     

利用CCSEM对煤中矿物特性及其燃烧转化行为的研究

利用计算机控制扫描电镜技术(Computer Controlled Scanning Electron Microscopy,CCSEM)研究了煤中矿物特性及其在燃烧过程中的转化行为.结果表明原煤中矿物主要为粘土和黄铁矿,且主要以外在矿物的形式存在,粒径多在10 μm以上,而内在矿物绝大部分小于10 μm.不同矿物具有不同的粒径分布和内在/外在特性,显示煤中矿物分布的非均一性.煤灰主要由莫来石、铁、钙和钠的铝硅酸盐组成.通过K、Fe、Ca和Na在原煤及其产物所含矿物中的质量分布对比,揭示了它们在燃烧过程中的转化行为.煤灰粒径的变大是矿物颗粒熔融聚合的结果.     

基于绝热氧化的煤自燃倾向性鉴定研究

本文首先指出了我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的不足之处,同时给出了煤自燃倾向性鉴定标准的基本原则。根据绝热氧化理论和绝热氧化方程,设计了相应绝热氧化实验装置。通过理论和实验研究,提出了能够反映煤自燃关键阶段,即低温氧化阶段动力学参数活化能E作为煤自燃倾向性鉴定指标,并测试了五个典型煤样的低温氧化活化能E,同时根据该指标对煤自燃倾向性等级进行了初步划分。最后,通过现场煤自燃发火期与煤物理吸附氧量和低温氧化活化能E的对比,对该指标的实用性和科学性进行了检验。     

煤中钠元素赋存形态对亚微米颗粒物形成的影响研究

将原煤通过三步化学提取实验(水洗,NH_3OAc洗,HCl洗),然后通过浸溶实验(Impregnation Experiment),将煤中羧基(-COOH)中的H离子置换成Na离子.并将原煤、提取实验后煤和浸溶实验后的三种煤样在沉降炉中热解和燃烧,研究煤中钠的有机/无机赋存形态对其气化特征和亚微米颗粒物形成的影响.实验结果发现:提取实验后的煤样,Na元素大部分以硅酸盐形式存在,两种煤在沉降炉中的热解结果表明以硅酸盐形式存在于煤中的钠元素很难气化.浸溶实验后的煤样中,Na元素大部分以羧酸(COO-Na)的形式存在,两种煤在沉降炉中的热解实验结果表明以有机结合态存在于煤中的钠元素非常易气化.Na元素赋存形态对其燃烧过程中气化有重要影响,最终表现在亚微米颗粒物中的含量上.     

低熔点微晶封接玻璃的研究

系统地研究了Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ－ＰｂＯ－ＳｉＯ２系统玻璃的组成与性能，给出玻璃配方与其物化性能测试结果，并就晶核剂以及部分成分对低熔点微晶封接玻璃性能的影响进行了讨论，封接玻璃已广泛地用于微光像增强器，激光器，氙灯，湿敏电阻器等金属与金属，金属与玻璃，玻璃与玻璃，玻璃与陶瓷的封接。     

煤灰沉积的传热过程模型及其数值研究

计算流体力学（ＣＦＤ）方法的应用在锅炉设计或燃烧设备的改造过程中有着十分重要的作用．本文研究了实际燃烧过程中普遍存在的煤灰沉积现象对数值计算结果的影响，提出了描述煤灰沉积的新型传热模型，比较了新模型采用前后数值计算结果与实测数据的差异，从而验证了该模型的合理性，提高了对炉内积灰、结渣过程数值描述的精度．     

煤灰相变及其机理的研究

煤灰的熔融和结渣特性就是影响燃煤锅炉正常运行的主要原因,煤灰燃烧过程中的相变的研究对分析锅炉低温共熔和结焦有重要意义.本文分别对灰样和加入助熔剂的灰样进行热重分析,结合TG、DTG、DSC曲线在DDSC曲线上判别发生相变的温度段,然后利用X-射线衍射法对其机理进行分析并验证热重实验的结论.XRD法分析结果验证了TG-DSC法的DDSC曲线能够判别煤灰中的相变温度段,证明运用TG-DSC分析煤灰发生相变的温度段是有一定可行性的,而且把TG-DSC和XRD两种方法结合起来研究煤灰相变机理的技术是有效的.