煤-焦燃燒過程反應(yīng)熱的研究及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定.pdf

1、煤粉燃燒過程具有瞬態(tài)變化性,可燃質(zhì)的燃燒熱作為重要的物性參數(shù),對(duì)煤粉自燃、著火模型的建立,鍋爐燃燒場(chǎng)的預(yù)測(cè),鍋爐設(shè)計(jì),燃燒調(diào)整和優(yōu)化具有重要意義。
　　本文選取晉鳳凰無煙煤(JWY)、張村煙煤(ZCY)、勝利褐煤(SLH)三種不同煤質(zhì)煤樣,分別利用管式爐和TGA制取相應(yīng)煤焦,利用TG-DSC同步熱分析儀對(duì)煤/焦的燃燒特性進(jìn)行對(duì)比分析;求解反應(yīng)過程活性比表面積,并利用SCT模型和DSC數(shù)據(jù)求解煤焦動(dòng)力學(xué)參數(shù);提出瞬態(tài)熱焓hD的概念,

2、物理意義是燃燒過程任意時(shí)刻燃燒的可燃質(zhì)的發(fā)熱量,利用同步熱分析數(shù)據(jù)得到hD隨燃盡度的變化;最后利用hD變化曲線對(duì)熱天平不同升溫速率下的釋熱率進(jìn)行預(yù)測(cè),并與采用恒定熱值的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　研究結(jié)果表明:利用基本燃燒特性參數(shù)和熱量釋放特性參數(shù)能夠更全面的評(píng)價(jià)煤的燃燒特性;隨燃燒反應(yīng)進(jìn)行,煤焦孔隙張開或聚合,反應(yīng)活性表面積不斷變化影響反應(yīng)的進(jìn)行,比表面積變化率/dSe dt隨燃盡度增大不斷增大,在燃盡度達(dá)到95％左右

3、,急劇減小,煤焦反應(yīng)失活;利用SCT模型計(jì)算得到變活化能,著火期活化能較大,伴隨燃燒進(jìn)行,減小至最小值后增加,主要燃燒區(qū)活化能變化值在50-200kJ/mol。
　　瞬態(tài)熱焓hD隨燃盡度不斷變化,燃燒初期,hD很大,此階段煤變質(zhì)程度越強(qiáng),hD值越大,對(duì)于煙煤和無煙煤,揮發(fā)分熱值高,原煤hD大于煤焦hD;燃燒中期,煤/焦的hD基本為常值,對(duì)應(yīng)焦炭的燃燒,對(duì)于ZCY/ZCYC燃盡度范圍是0.3/0.15和0.92/0.85,JWY/J

4、WYC為0.36/0.18和0.95/0.88,對(duì)于SLHC為0.45和0.95,SLH的(C/H)daf小,含氧量高,揮發(fā)分品質(zhì)差,著火后hD急劇減小,在燃盡度為0.27時(shí)瞬態(tài)熱焓達(dá)到一個(gè)最小值,之后焦炭的燃燒占據(jù)主導(dǎo), hD增加,直到燃盡度為0.87;燃燒末期,hD減小,煤/焦的活性都減小;利用常發(fā)熱量預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果存在較大的差距,前期預(yù)測(cè)值偏小,后期預(yù)測(cè)值偏大,使煤粉著火和爐膛溫度的預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確;而利用瞬態(tài)熱焓能夠得到很好