油页岩颗粒燃烧释放二氧化硫的非催化气—固反应通用模型

本文在考虑油页岩燃烧过程中热解挥发份燃烧产生的火焰能量反馈以及矿物质分解所得碱性氧化物的在自固硫效应这两方面影响，并耦合了辐射、对流和传导三种形式的传及氧气与二氧化硫传质和化学反应动力学的基础上，建立了颗粒油页岩流化床燃烧释放二氧化硫的非稳态渐进扩散反应的通用模型。对所得多变量的偏微分方程组形成了一个有界Ｗｅｇｓｔｅｉｎ数值求解方法，具有收敛快，计算精度高等优点。数值计算表明，对茂名油页岩，热解阶     

煤和油页岩燃烧过程的对比

利用改装热重差热仪,对抚顺、茂名油页岩、黄县褐煤和大同烟煤进行了燃烧实验,考察了粒径、燃烧终温、样品种类等因素对燃烧过程的影响。样品粒径范围为2—8mm,升温速率范围为350—600℃/min,燃烧终温为750—900℃。结果表明,在不到2min的升温段,油页岩燃烧转化率可达90%以上,而煤仅为30—50%,其值与煤的挥发份分析值基本一致。     

油页岩颗粒燃烧释放二氧化硫的非催化气－固反应通用模型

本文在考虑油页岩燃烧过程中热解挥发份燃烧产生的火焰能量反馈以及矿物质分解所得碱性氧化物的自固硫效应这两方面影响，并耦合了辐射、对流和传导三种形式的传热及氧气与二氧化硫传质和化学反应动力学的基础上，建立了颗粒油页岩流化床燃烧释放二氧化硫的非稳态渐进扩散反应的通用模型。对所得多变量的偏微分方程组开发了一个有界Ｗｅｇｓｔｅｉｎ数值求解方法，具有收敛快，计算精度高等优点。数值计算表明，对茂名油页岩，热解阶段的火焰温度比床温高出１２０℃左右，促进了热解析硫的过程；油页岩半焦中氧化钙的自固硫转化率达４０～６０％。     

茂名油页岩流化床燃烧排放SO2的实验研究

在间歇式流化床反应器中进行了茂名油页岩的燃烧脱硫实验，考察了床温、油页岩粒度、油页岩含水量、钙硫摩尔比和外加灰分／页岩重量比等因素对ＳＯ２排放指标的影响程度。实验结果表明，在本实验范围中，上述因素对二氧化硫排放量影响的强弱程度为：油页岩含水量＞钙硫比＞灰岩比＞床温＞油页岩粒度。通过对实验现象的分析，本文发现工业流化床固硫要求Ｃａ／Ｓ摩尔比远大于１的另一个重要原因是：油页岩热解、挥发分燃烧释放二氧化硫的本征速率远大于石灰石固硫的本征速率。     

颗粒半焦燃烧过程的动力学模型研究

本文对抚顺及茂名油页岩颗粒半焦的燃烧动力学作了研究。在实验证实它属于不变粒径的缩核反应的基础上,作者从理论上推得了包括燃烧过程中气膜层外扩散、灰份层内扩散及化学反应动力学三项阻力同时存在下的动力学模型。作者在IBM/PC-XT计算机上,采用Simplex优化法以烧燃时间的实测值与理论值偏差最小作为最佳目标,求得了上述两种油页岩半焦燃烧的各项动力学参数。实测数据与理论计算值吻合较好。作者还就上述三项阻力在燃烧过程中的变化作了分析。结果表明,在试验条件下,燃烧开始阶段属气膜层外扩散控制;其后,灰份层的扩散阻力逐步成为控制因素;而化学反应阻力在燃烧过程中所占比例较小,在高温燃烧时甚至可以忽略不计。文章还就燃烧速度与转化率的关系进行了分析,提出了半焦中有机碳的合理利用率。     

颗粒油页岩燃烧及含硫杂质的转化

对抚顺、茂名及约旦颗粒油页岩在热重分析仪(TGA)上进行了燃烧研究,考察了抚顺及茂名颗粒油页岩在模拟流化床快速升温条件下的燃烧性能并与恒温燃烧作了对比。结果表明,升温速度提高时,失重率(即燃烧速率)明显加剧。文中还对含碳酸盐及含硫量高的约旦颗粒油页岩在燃烧过程中硫的转化进行了研究。X射线衍射分析表明,它在燃烧过程中有较强的自脱硫能力。通过对该油页岩燃烧过程中热量的有效利用问题的讨论,认为在流化床内燃烧此类含碳酸盐较高的油页岩时宜采用短停留时间的炉型。     

流化床气化炉半焦细粉的燃烧特性及其动力学研究

利用热天平研究了三种不同变质程度煤流化床气化半焦细粉的燃烧特性,考察了灰分对燃烧行为的影响,同时采用三种不同的动力学计算方法对其燃烧动力学进行了分析。研究结果表明,挥发分的存在能显著降低低阶褐煤半焦细粉的着火点;高温下半焦细粉中矿物质的分解导致其DTG曲线出现较为明显的二次峰。细粉中的灰分对其燃尽性能和综合燃烧反应性都具有一定的抑制作用。动力学分析结果表明,燃烧活化能随转化率的增加而增加;三种常用动力学分析方法中,Vyazovkin对半焦细粉的燃烧拟合效果最好。     

油页岩与煤的混烧特性研究

使用STA409型热综合分析仪进行了桦甸油页岩与高硫合山煤的混烧特性实验研究，得到了油页岩和高硫煤混烧的TG和DTG曲线，分析了不同Ca/S对油页岩和高硫煤混烧特性的影响规律，同时运用Freeman-Carroll法计算得到了不同Ca/S下的油页岩燃烧特性化学反应动力学参数。研究表明，在高硫煤中加入少量的油页岩，高硫煤的燃烧特性有所改善，燃烧特性趋好；油页岩的加入使得高硫煤低温段的燃烧产物初析温度降低，着火温度提前；在高硫煤中加入20%左右的油页岩作为可燃脱硫剂从燃烧角度讲是切实可行的。     

污泥的异重流化床燃烧机理研究

采用异重流化床燃烧技术 ,在一内径为Φ60mm的小型热态流化床上进行了污泥的凝聚结团特性及燃烧特性试验 ,得到了污泥在异重流化床炉内的水分蒸发及挥发分析出过程。对不同污泥燃烧过程的可用能进行分析。选取了宁波污泥在TGD - 50 0RH差示热天平上进行了热重法 (TG) ,微商热重法 (DTG) ,热差分析 (DTA)等分析 ,得出污泥的差热曲线 ,归纳出污泥的动力学参数和方程。     

聚氯乙烯等温燃烧反应动力学

聚氯乙烯等温燃烧反应动力学;PVC;燃烧反应;化学动力学     

煤燃烧过程中氟析出特性与生成机理

通过建立的固定床管式炉煤燃烧氟析出试验装置，研究了煤燃烧过程中气态氟的排放特性，并根据燃煤氟析出等温动力学实验建立了气态氟生成动力学模型。结果表明：氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐增加，煤中氟在300 ℃～400 ℃开始析出，500 ℃～1 100 ℃为主要析出温度范围；氟析出率随煤在炉内停留时间的增加而增加，但前5 min为主要析出阶段；炉内还原性气氛对氟析出有一定的影响；氟析出率与煤中氟赋存形态和含氟量有关。燃煤过程中氟析出过程可用一级反应动力学描述，反应活化能E和频率因子A依赖于煤中氟的赋存形态和氟化物的热稳定性。不同煤种E为28.0 kJ·mol－1～65.1 kJ·mol－1，A为12.5 min－1～46.0 min－1。     

油页岩和半焦燃点的研究

使用LCT-1型的TG-DTA联合热分析仪与CO/CO_2 GQS-08型红外分析仪相结合,测定了抚顺、茂名和约旦三种油页岩及其半焦的燃点,提出均相着火和非均相着火机理。当进行非均相着火时,着火发生在油页岩或半焦的表面,当进行均相着火时,着火发生在包围着样品的气层中,样品进行哪种着火机理,与试样的化学和物理性质以及燃烧条件有关。通过在计算机上的关联,获得这三种油页岩和半焦的燃点数学模型,用该模型预测燃点时理论值与实测值平均相对误差:对油页岩<2.0%;对半焦<5.8%。     

桦甸油页岩热解特性的研究

在热分析仪上进行了桦甸油页岩的热解特性研究,升温速率分别为10℃/min、20℃/min、30℃/min和40℃/min,终温为900℃。实验表明油页岩的热解是分两步进行的。在低温段主要是油页岩中可挥发性的气体溢出引起热解失重;高温段则主要是一些有机质、固定碳的热解过程。低温段的热解是主要的,它基本上热解掉了油页岩重量的15％－27％左右,油页岩挥发分含量很高且具有集中析出的特性,在400℃－530℃区间内可挥发物质迅速热解守比,其在高温段的热解产率很小,只有总重量的10％左右。随着升温速率的增加低温段的高温段热解的区分更加明显,且使油页岩的热解产率提高。文中给出了不同升温速率下的桦甸油页岩热解特性数据和化学反应动力学参数。     

沥青热解残炭的燃烧特性

与轻质油品(汽油、柴油等)燃烧特性不同,重质燃料油在燃烧时,首先发生燃料的热分解,分解的产物扩散到气相空间发生着火、燃烧,最后剩下固体残炭,然后残炭再着火、燃烧,由于残炭的燃烧属于异相反应,比燃料气与空气的同相反应慢,导致其燃尽时间明显变长,文献[1]给出了沥青和十二烷单滴的燃烧过程温度变化曲线,从曲线可以看出,残炭的燃烧阶段明显比气体的燃尽时间长,而残炭的质量只为沥青质量的10%～20%[2,3]。虽然残炭含量低,但它在整个燃烧过程中占有十分重要的地位;文献[4]利用热重系统研究了渣油热加工的副产物石油焦的燃烧特性,主要从…     

固态废弃物和煤混合燃烧过程中有机氯化物形成机理的研究

对几种煤和城市固体废弃物（MSW）如PVC和纤维素中的主要可燃成分进行了实验研究,热重－质谱－红外（TGA／MS／FTIR）分析以原料和其混合物为对象,收集得到的燃烧特征图显示出不同的热力学行为。结果表明共燃中快速加热比慢速加热形成有机化合物的可能性要大,管式炉中的实验表明在MSW燃烧过程中Cl2是生成有机氯化物的重要媒介,提出的形成机理包括Deacon反应,用纯有机化合物进行的实验证实此反应为一可能的途径。燃烧过程中SO2对Cl2生成的作用也被检查,结果表明SO2的加入可以降低Cl2的生成量,从而大大减少有机氯化物的生成。