混煤燃烧KAS动力学分析_李姣

延安职业技术学院学报2012年6月高炉大量喷煤是我国钢厂炼铁系统节能减排和降低生产成本的重要措施，实现200kg/t 以上高煤比操作是各厂家高炉努力的目标。配煤混合喷吹是现阶段最大限度提高煤比可行而又有效的方法。配煤混合喷吹就是将种类不同的煤（如烟煤和无烟煤）进行适当选配，再混合制粉、喷吹。根据研究

[1,2]

，配煤混合喷吹具有某种催化燃烧

的混合效应。在同样的喷吹条件下，采用配煤混合喷吹可以改善煤粉的燃烧性能，提高燃烧率。因此，采用实验的方法研究燃烧特性相差较大的煤进行掺混的燃烧特性，具有重要的工程实际价值和理论研究意义。

热分析法具有试样量少、速度快并且能在测量温度范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点，是实验室研究燃料燃烧性能的常规方法[3]。本文通过模式匹配的方法，以Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）模型为基础，讨论了无烟煤和烟煤组成的混合煤粉燃烧动力学特性，为生产过程选配煤种提供理论基础。

1实验1.1原料分析

实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据如表1所示。

表1煤粉工业分析、元素分析及发热值

煤粉水分(Mad)、灰分(Aad)、固定碳(FCad)和挥发分

(Vad)含量具有线性加权性[4]，因此可以通过计算得到煤粉

煤质分析数据，如表2所示。

表2煤粉工业分析计算结果

1.2实验设备和程序

采用德国耐驰公司综合热分析仪(STA409PC)可获得试样的热重曲线(TG)、微熵热重曲线(DTG)。主要技术数据如下：热天平精度1μg ；最大试样量1000mg ；温度范围为室温-1400℃；实验气氛为空气、氮气；升温速率范围

0.1-30.0K?min-1；样品粒度小于80目。

实验过程中，以无烟煤为基准，分别配加0%、20%、

40%、60%、80%、100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在

空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数。升温速率分别控制为5K.min-1、10Komin-1、20Komin-1，每次称

混煤燃烧KAS 动力学分析

李

姣,万

航

（1.延安职业技术学院，陕西延安716000；2.中冶陕压重工设备有限公司，陕西西安710000）

[摘要]利用热重分析（TGA ）方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响，采用非等温模型Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）对主要燃烧过程进行动力学分析。结果表明，煤粉燃烧主要包含三个过程，烟煤配加量和升温速率对燃烧

过程有重要影响，当烟煤配加量从0%到100%时，煤粉燃烧活化能从128.5kJ?mol-1降低到53.6kJ?mol-1，且烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。

[关键词]热重法;燃烧;煤粉[中图分类号]TK6

[文献标识码]A

[文章编号]1674-6198（2012）03-0084-03

煤种

无烟煤烟煤工业分析，%

元素分析，%

弹筒发热值

/Jog-1

Ｍａｄ１．３４３．１３Ａａｄ１３．２２８．３３ＦＣａｄ７６．０９４５．４０Ｖａｄ９．３２４２．５９Ｃａｄ７９．１７６６．５８Ｈａｄ３．４５３．８２Ｏａｄ３．５１１９．１０Ｎａｄ１．０１１．０６Ｓａｄ

０．９８１．０５２９１７２．６２２５８６７．５８

加入量（％）

０％２０％４０％６０％８０％１００％

ＦＣａｄ７６．０９６９．９５６３．８１５７．６８５１．５４４５．４０

Ａａｄ１３．２２１２．２４１１．２６１０．２９９．３１８．３３

Ｖａｄ９．３２１５．９７２２．６３２９．２８３５．９４４２．５９

Ｍａｄ１．３４１．７０２．０６２．４１２．７７３．１３

[收稿日期]2012-04-23

[作者简介]李姣（1982-），女，陕西榆林人，延安职业技术学院教师；万航（1983-），重庆市人，中冶陕压重工设备有限公

司助理工程师，硕士。

延安职业技术学院学报Journal of Yan ’an Vocational &Technical Institute 第26卷第3期

Vol.26No.3

2012年6月

June 2012

８４--

第26卷第3期

取试样质量为10±0.2mg，为保证测量结果的准确性，同一实验条件下，实验重复3次。

1.3动力学分析方法

非等温、非均相燃烧反应过程中，样品热解速率或转化速率与反应速率常数和燃烧机理函数具有线性关系，其动力学方程为：

（1）式中α为煤粉氧化分解过程的转化率，%；T为转化率等于α时所对应的温度，K；t为转化率等于α时的升温时间，s；

通常采用Arrhenius定律描述：

（2）式中：A为前置因子；E为活化能，kJ/mol；R为普适气体常数，其值为8.314J.mol-1.K-1。

描述为：

（3）式中：n为反应级数。

定义热解转化率α为[5]：

（4）式中mi、mt和m∞分别代表反应开始前、反应t时刻和反应结束时样品的重量。

将式（3）和式（4）代入方程（1）中，得到方程（5）如下所示：

（5）

升温速率（6）

方程（5）变为：

（7）

对式（7）进行积分并记为g(a)：

（8）

（9）

式中T0为初始温度，K。

本文采用非等温转化的方法，设计了一系列不同升温速率的实验，根据非等温模型Kissinger-Akah-Sunose （KAS）计算出燃烧过程动力学参数活化能。

Kissinger-Akah-Sunose（KAS）模型基于以下方程[5,6]：

（10）

该方程可以根据与1/T的线性关系，计算通过不同转化率时的燃烧转化活化能Eα。

2实验结果及动力学参数分析

2.1热重实验

升温速率为10K?min-1时，不同烟煤配加量对煤粉燃烧特性影响的热失重曲线(TG)和失重微分曲线(DTG)如图1和图2所示，TG曲线表征的是样品质量随温度递减的变化曲线；DTG曲线表示样品瞬时失重速率随温度的变化曲线，其反映某一时刻样品发生失重的剧烈程度。在给定的工况条件下，煤粉的燃烧经历了几个不同的阶段，大致分为3个区域。首先是从室温到煤粉着火点TI 的干燥脱气阶段，即室温至315.1~421.2℃（不同烟煤配加量），这一阶段主要是水分的挥发和少量挥发分的析出，煤粉热重曲线的外形基本没有发生变化。第二阶段是煤粉燃烧的主要阶段，在该阶段，随着温度的升高，煤粉中固定炭和大量有机物挥发燃烧；第三阶段的温度区间是第二阶段的末端温度之后到900℃，煤粉只有少量质量损失。其中第2阶段的反应最为强烈，也是研究煤粉燃烧动力学的主要反应区域。煤粉燃烧是一个复杂的物理化学过程，本文描述的三个阶段只是粗略划分。从DTG曲线可知第二阶段的质量损失速率明显大于其它两个阶段。

Fig.1.10K.min-1加热速度下TG曲线

Fig.2.10K.min-1加热速度下DTG曲线

2.2动力学分析

以方程（10）为基础，利用与1/T之间的线性关系可以计算出不同燃烧率条件下的反应活化能Eα。

本实验采用非等温转化的方法，分别选取5K.min-1、10K.min-1、20K.min-1三个不同的升温速率评价反应活化能和转化率α之间的关系。在一定的烟煤配加量的条件下不同升温速率混合煤粉燃烧的特征参数和热重曲线分别如表3、图3及图4所示。从表3可以看出，升温速率不仅影响煤粉挥发分的析出和燃烧，同时影响煤粉的燃烧速率，且升温速率越大，最大燃烧速率和平均燃烧速率越高。图5是以KAS模型为基础绘制计算确定煤粉燃烧活化能Eα的与1/T趋势图[7]。

Fig.3.配加无烟煤40%条件下TG曲线

Fig.4.配加无烟煤40%条件下DTG曲线

表3

不同升温速率时煤粉燃烧的特征参数

混煤燃烧KAS动力学分析

８５

--

延安职业技术学院学报2012年6月

（a ）

（b ）

（c ）

（d ）

（e ）（f ）（a ）0%；（b ）20%；（c ）40%；（d ）60%；（e ）80%；（f ）100%

图5ln β与1/T 之间的线性关系

采用KAS 的方法计算了转化率α在[0.2，0.8]的活化能，如表4所示。从表4可以看出，活化能E α具有很好的线性相关系数，R2值在0.96427-0.99998之间，证明结果是可靠的。随着烟煤加入量的增加，活化能分别为

128.4878kJ.mol -1、115.9445kJ.mol -1、89.43833kJ.mol -1、70.11031kJ?mol -1、64.90226kJ.mol -1、53.57398kJ.mol-1。

混合煤粉燃烧活化能随着烟煤配入量的增加逐渐降低，这与混合煤粉中挥发分含量有关，混合煤粉中挥发分的含量如表2所示。混合煤粉挥发分含量增加，活化能逐渐降低，这主要是因为混合煤粉挥发分含量越高，相同温度条件下析出的挥发分的量越多、挥发分浓度越高，挥发分分子间碰撞越剧烈，普通分子更容易转化为活化分子，煤粉氧化燃烧越容易[8]。烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。

3结论

本文系统研究了烟煤配加量对混合煤粉燃烧特性的影响，并对燃烧过程活化能采用KAS 模型进行计算，得出以下结论：

1.1随着烟煤配加量的增加，煤粉燃烧DTG 曲线向低温

区发生移动，煤粉燃烧平均反应速率逐渐增加；

1.2随着烟煤配加量的增加，煤粉的着火温度和燃尽温度

均降低，综合燃烧指数提高，煤粉的燃烧特性得到改善，

这将有利于煤粉的燃烧和燃尽；

1.3挥发分对燃烧特性有较大影响，煤粉挥发分含量增

加，煤粉活化能逐渐降低；

1.4采用KAS 方法计算燃烧过程活化能，得到活化能和烟

煤配加量具有一定的数学关系，烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。

参考文献

［１］刘亮，周臻，李录平．混煤燃烧反应动力学参数的实验研究［Ｊ］．电站系统工程，２００６，２２（２）：７－９．

［２］周俊虎，平传娟，杨卫娟，等．混煤燃烧反应动力学

参数的热重研究［Ｊ］．中国动力工程学报，２００５，２５（２）：２０７－２１１．

［３］张建良，张曦东，陈杉杉．利用热重法研究煤粉的燃烧［Ｊ］．钢铁研究学报，２００９，２１（２）：６－１０．

［４］唐强，王丽朋，闫云飞．富氧气氛下煤粉燃烧及动力学特性的实验研究［Ｊ］．煤炭转化，２００９，３２（３）：５５－６０．［５］ＺｏｕＳＰ，ＷｕＹＬ，ＹａｎｇＭＤ，ＬｉＣ，ＴｏｎｇＪＭ．ＰｙｒｏｌｙｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｍｉｃｒｏａｌｇａｅＤｕｎａｌｉｅｌｌａｔｅｒｔｉｏｌｅｃｔａｕｓｉｎｇｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ

ａｎａｌｙｚｅｒ［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒＴｅｃｈｎｏｌ，２０１０，１０１（１）：３５９－３６５．

［６］ＢｏｏｎｃｈｏｍＢ，ＰｕｔｔａｗｏｎｇＳ．ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｏｆＦｅＰＯ４？２Ｈ２Ｏ［Ｊ］．ＰｈｙｓＢ，２０１０，４０５（９）：２３５０－２３５５．［７］ＳＥＯＤＯＮＧＫＹＵＮ，ＰＡＲＫＳＡＮＧＳＨＩＮ，ＨＷＡＮＧＪＵＮＧＨＯ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅＰｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆＢｉｏｍａｓｓＵｓｉｎｇＴｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧＡ）ａｎｄＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅＥｖｏｌｖｅｄＳｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓ，２０１０，８９（１）：６６－７３．

升温速率（Komin-1）

ＴＩ（℃）Ｔ１（℃）

（ｄｗ／ｄｔ）１（％ｏｍｉｎ－１）Ｔ２（℃）

（ｄｗ／ｄｔ）２（％ｏｍｉｎ－１）Ｔｍａｘ（℃）

（ｄｗ／ｄｔ）ｍａｘ（％ｏｍｉｎ－１）（ｄｗ／ｄｔ）ｍｅａｎ（％ｏｍｉｎ－１）ＴＦ（℃）

５１０２０

３５０．９３５５．０３７３．５

３８４．５４０１．２４３６．９

３．５９５．４８７．２１

４９８．２５２４．２５６４．７

４．６１７．５４９．８０

４９８．２５２４．２５６４．７

４．６１７．５４９．８０

０．５７１．１２２．３４

５６１．４５９３．２

６４１．４

E （kj ·mol -1）

８６--

煤吸附水特性的研究

3第37卷　第4期 2006年7月 　 太原理工大学学报 J OU RNAL OF TA IYUAN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY 　Vol.37No.4 　J uly2006 文章编号:100729432(2006)0420417203 煤吸附水特性的研究 李祥春,聂百胜 (中国矿业大学资源与安全工程学院,北京100083) 摘　要:主要分析了煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响。分析表明,煤对水分子的吸附从本质上是由于水分子与煤表面分子相互吸引的结果,它们之间的作用力主要包括van der Waals力和氢键。van der Waals力来源于原子和分子间的色散力、取向力(静电力)、诱导力和交换力4种作用。由于水分子与煤表面分子的作用力比较强,煤中水分的存在降低了煤的甲烷吸附量。 关键词:煤;水;吸附;分子间力 中图分类号:TD77 文献标识码:A 我国是煤炭资源大国,煤层气资源极为丰富。煤层气的开采具有重要意义:一是从根本上消除了煤炭开采中造成的瓦斯爆炸、瓦斯突出等灾害;二是降低了大量瓦斯排放造成的环境污染;三是可以缓解我国的能源紧张局面。由于煤层气藏的形成需要有一个稳定的水动力条件,因此,储层中含有大量的水和煤层气共存。在煤层气开采过程中存在单相水流阶段、非饱和流阶段和水气两相流阶段,因此,研究煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响对煤层气的开采将很有意义。 1　煤的物理结构 煤是一种多孔介质,其分子结构存在着晶体缺陷,具有较大的内表面积和容纳空间。其孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙,是一种双重孔隙系统。其特征为:煤基质被天然裂隙网分成许多方块(基质块体)。基质是主要的储存空间,裂隙是主要的渗流通道。裂隙孔隙主要包括独特的割理系统和其它天然裂隙,后者与割理系统相比,受局部构造等因素控制,重要性小得多。煤层割理主要是由煤化作用过程中的煤物质结构、构造等的变化而产生的裂隙。根据在层面上的形态和特征,分为面割理和端割理,通常正交或近似正交,垂直或近似垂直于煤层面。煤的孔隙性测定表明,煤的孔隙分布是很不均匀的,并且各种煤孔隙及孔隙连通类型也不同。煤的孔隙包括了互相连通和互不连通的两大部分,前者指流体(气体、液体)可以通过的孔隙,后者指流体不能通过的部分。通常认为相互连通的孔隙空间称为有效空间,不能相互连通的孔隙空间称为无效孔隙空间,而整个孔隙空间称为总孔隙空间。煤的天然孔隙率和裂隙率是煤的一个主要特征,它决定了煤的吸附容积和煤的储存性能。 2　煤吸附水的本质 煤体表面是在煤体破裂或晶体生长时形成的,无论哪一种情况,表面都有剩余的不饱和键和键能,因此具有“表面能”[1]。由能量最低原理可知,系统的能量越低越稳定,所以煤表面在平衡过程中总是力图吸收周围其它物质以降低其表面自由能。另外,由于煤体在地层深部受到上覆岩层压力的作用、地质活动的影响以及采矿等因素的影响,一直处于流变或变形过程,会生成许多新的表面,在这些新生表面上也会产生许多悬键,它们也具有极性,处于力的非平衡态,煤的新生表面实际上是众多断裂化学键的集合,这些断裂化学键是非常活泼的,也是极不稳定的,具有极高的能量,它们极易与周围其它物质的分子或原子发生作用而得以饱和,降低表面的能量,达到新的能量平衡态。正是这种表面能的存在,使得表面对外界的物质分子、原子、离子等均会产生吸附作用,对水分子当然也会产生吸附作用。表面能的高低对煤体表面的吸附能力起决定性的影响。处于煤体表面的分子、原子或离子的吸引力和表面 3收稿日期:2005209202 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50404015) 作者简介:李祥春(1979-),男,内蒙古呼盟人,博士研究生,主要从事矿井瓦斯吸附渗流理论方面的研究,(Tel)133********, (E2mail)chinalixc123@https://www.sodocs.net/doc/2717988177.html, 通讯联系人:聂百胜,副教授,(Tel)010-823756620,(E2mail)Bshnie@https://www.sodocs.net/doc/2717988177.html,

电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析 刘宗强

电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析刘宗强 发表时间：2018-04-19T16:10:57.123Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：刘宗强[导读] 摘要：随着我国工业技术的不断发展，对于煤原料的需求也就变得越来越大，国内的电煤供应形式也相对紧张，而为了充分利用媒资源，并进一步节省电厂的生产成本，也就需要在电厂生产的过程中合理运用混煤来进行成产。 （靖煤集团白银热电有限公司甘肃省白银市 730900）摘要：随着我国工业技术的不断发展，对于煤原料的需求也就变得越来越大，国内的电煤供应形式也相对紧张，而为了充分利用媒资源，并进一步节省电厂的生产成本，也就需要在电厂生产的过程中合理运用混煤来进行成产。该文就电厂锅炉在运作过程中几种传统混煤燃烧技术的优点以及不足进行了分析研究，并且在此基础上提出了一种可以高效运用媒资源的新型混煤掺配方式，从而达到提升电厂经济 效益的目的。 关键词：电厂锅炉；混煤；燃烧技术 1电厂锅炉燃混煤燃烧模式简析 1.1炉前掺配，炉内混烧 该模式主要是在送到磨煤机之前按照一定的比例输送不同种类的原煤，之后在输送皮带上进行掺混，在此过程中还需要确保能够掺混均匀，然后再到磨煤机中进行磨粉处理，并送到炉膛中进行燃烧。该掺烧方式要求具备非常高的管理要求，并且只有具备良好堆煤场条件的才能够有效运用。此外在这一混煤燃烧模式之中，被送入到各个燃烧器中的煤粉成分还需要保持一致性，并需要借助于掺混单煤种类以及比例进行调整的方式，来合理地调整炉煤的各项指标。该方法能够实现对混煤的着火特性接近于易着火煤种优点的充分利用，其在具体燃烧的过程中还能够保持足够的稳定性，但是因为混煤的自身特性，容易在具体燃烧的过程中出现煤种难以燃尽等问题，并会造成煤资源的严重浪费。 1.2分磨制粉，炉内燃烧 该燃煤方式首先需要在磨煤机内对不同种类的燃煤进行磨制，借助燃烧器将磨制好的煤粉送到炉膛中进行掺烧。但是在电厂实际运行的过程之中，该掺烧方式适用于混煤手段以及混煤设备相对比较少，而且也比较使用与一些可磨性差异比较大的煤种。此外在该燃烧模式中，还需要利用磨煤机来有效控制不同种类煤粉的细度，并以该煤种的特性和煤质为依据有针对性地选择燃烧器以及配风方式。如针对那些不能得到充分燃烧的煤种，就需要直接将其送至下层燃烧器中，并通过燃烧该煤粉时间的进一步延长，再加上高风温的作用来促进其得以着火燃烧；不宜结渣的煤种在进行燃烧的过程中，还需要将其直接送到高热负荷区域中的燃烧器中，这样就能够使得该区域内的结渣倾向得到有效的控制。借助于分磨制粉、炉内燃烧的方式能够有效解决混煤燃尽特性趋近于难燃尽煤种这一缺点，并能够很好地避免炉前掺混不够均匀所带来的燃烧不稳定等诸多问题。但是在具体工作的过程中，会存在难燃煤种起火比较困难这一问题，该方式一般比较适用于混煤手段比较欠缺的火电厂来使用。 1.3分磨制粉，仓内掺混，炉内混烧 该燃煤方式首先需要在磨煤机中送入不同种类的原煤，并将其磨成不同细度的煤粉，最后在专门的煤粉仓中来进行各种煤粉的掺混工作。在此过程中还需要确保掺混的均匀性，并将混合均匀的煤粉通过燃烧器送到炉膛中进行燃烧。该燃烧模式不仅可以很好地克服混煤可磨性高这一缺点，并且还拥有着火特性，接近与易着火煤种的优点，因此也可以说是前两种燃煤方式的有机结合。但是其对于设备的要求相对比较高，所需的投资也相对较多，因此，在我国也没有得到较为广泛的应用。 2不同煤种的掺烧技术应用分析 2.1烟煤掺烧技术应用分析 基于烟煤燃烧特性十分良好，为此烟煤作为设计煤种以及校核煤种普遍应用到我国一些大型的燃煤电厂中。但是在选取烟煤与原用煤种进行掺烧的过程中，因为两个煤种存在的差异性很小，并且由于烟煤自身具备的燃烧特性十分良好，则只需要微调锅炉的运行就能够取得一个良好的燃烧效果。在进行烟煤掺烧的过程中还需要尽可能地避免两种或者以上的结渣性比较强煤种的互相掺烧，这样就可以有效地避免锅炉结渣以及积灰严重等问题，并确保整个锅炉的运行安全性与稳定性。 2.2褐煤掺烧技术应用分析 褐煤一般拥有着低廉的价格以及容易着火燃烧的特性，因此也受到了国内多个电厂的青睐。但是在褐煤的具体燃烧过程中，因为其水分高、挥发性高等诸多问题，而导致了其在具体运行的过程中经常会存在诸多问题，会严重影响到锅炉的正常运行（1）褐煤有着较高的挥发性，有些煤种其挥发性甚至会达到40%以上，因此，在运用褐煤进行发电的过程之中，就有可能出现磨煤机着火以及煤粉在管道内发生自燃等诸多问题。这也就需要在具体的运行过程中需要对磨煤机的出口温度进行适当的降低，并进一步降低煤粉的细度，这样也就能够使得煤粉不会在磨煤机等管道中出现自燃现象。但是如果磨煤机的出口温度过低的话，也会直接导致煤粉出现结块、沉积等现象，并导致输粉管中出现拥堵现象，不能够导致爆燃等不安全事故的发生。此外为了有效防止制粉系统出现的不安全因素，还需要对燃煤机中的一氧化碳浓度进行实时检测，还需要在此过程中尽可能地避免磨煤机组的启停现象。据相关的运行实践表明，制粉系统其多是在磨煤机的启停阶段出现的自燃与自爆事故。 （2）煤粉的发热量相对比较小，其所含的水分也相对较大，这就导致了褐煤在具体燃烧的过程中其烟气量相对比较大，并会造成类似于引风机出力严重不足等问题时常出现。因此，在进行褐煤的掺烧工程之中，还需要根据该电厂引风机的具体出力情况，来对褐煤的掺烧比例进行适当的调整。现阶段我国运用褐煤进行掺烧的电厂有非常多，并取得了良好的经济性，而且在具体运行过程中也没有出现重大的安全事故，这也就说明了在运用褐煤进行掺烧的过程中，其拥有良好的运行稳定性与安全性，并能够帮助该电厂获得良好的经济效益。 2.3无烟煤掺烧技术应用分析 无烟煤在掺烧的过程中拥有低挥发分、高固定碳含量以及高发热量等优点，但是其可磨性相对比较差，这也就导致了在运用无烟煤进行掺烧的过程中容易遭受到各种问题。通常情况下进行无烟煤掺烧过程中所遇到的问题主要集中在两个方面，即需要在确保无烟煤及时着火燃烧的情况下并保证其能够燃尽，这也就要求电厂在进行无烟煤掺烧的过程中能够借助于以下几点方式，来确保无烟煤能够及时着火以及燃尽。

混煤燃烧KAS动力学分析_李姣

延安职业技术学院学报2012年6月高炉大量喷煤是我国钢厂炼铁系统节能减排和降低生产成本的重要措施，实现200kg/t 以上高煤比操作是各厂家高炉努力的目标。配煤混合喷吹是现阶段最大限度提高煤比可行而又有效的方法。配煤混合喷吹就是将种类不同的煤（如烟煤和无烟煤）进行适当选配，再混合制粉、喷吹。根据研究 [1,2] ，配煤混合喷吹具有某种催化燃烧 的混合效应。在同样的喷吹条件下，采用配煤混合喷吹可以改善煤粉的燃烧性能，提高燃烧率。因此，采用实验的方法研究燃烧特性相差较大的煤进行掺混的燃烧特性，具有重要的工程实际价值和理论研究意义。 热分析法具有试样量少、速度快并且能在测量温度范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点，是实验室研究燃料燃烧性能的常规方法[3]。本文通过模式匹配的方法，以Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）模型为基础，讨论了无烟煤和烟煤组成的混合煤粉燃烧动力学特性，为生产过程选配煤种提供理论基础。 1实验1.1原料分析 实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据如表1所示。 表1煤粉工业分析、元素分析及发热值 煤粉水分(Mad)、灰分(Aad)、固定碳(FCad)和挥发分 (Vad)含量具有线性加权性[4]，因此可以通过计算得到煤粉 煤质分析数据，如表2所示。 表2煤粉工业分析计算结果 1.2实验设备和程序 采用德国耐驰公司综合热分析仪(STA409PC)可获得试样的热重曲线(TG)、微熵热重曲线(DTG)。主要技术数据如下：热天平精度1μg ；最大试样量1000mg ；温度范围为室温-1400℃；实验气氛为空气、氮气；升温速率范围 0.1-30.0K?min-1；样品粒度小于80目。 实验过程中，以无烟煤为基准，分别配加0%、20%、 40%、60%、80%、100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在 空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数。升温速率分别控制为5K.min-1、10Komin-1、20Komin-1，每次称 混煤燃烧KAS 动力学分析 李 姣,万 航 （1.延安职业技术学院，陕西延安716000；2.中冶陕压重工设备有限公司，陕西西安710000） [摘要]利用热重分析（TGA ）方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响，采用非等温模型Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）对主要燃烧过程进行动力学分析。结果表明，煤粉燃烧主要包含三个过程，烟煤配加量和升温速率对燃烧 过程有重要影响，当烟煤配加量从0%到100%时，煤粉燃烧活化能从128.5kJ?mol-1降低到53.6kJ?mol-1，且烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。 [关键词]热重法;燃烧;煤粉[中图分类号]TK6 [文献标识码]A [文章编号]1674-6198（2012）03-0084-03 煤种 无烟煤烟煤工业分析，% 元素分析，% 弹筒发热值 /Jog-1 Ｍａｄ１．３４３．１３Ａａｄ１３．２２８．３３ＦＣａｄ７６．０９４５．４０Ｖａｄ９．３２４２．５９Ｃａｄ７９．１７６６．５８Ｈａｄ３．４５３．８２Ｏａｄ３．５１１９．１０Ｎａｄ１．０１１．０６Ｓａｄ ０．９８１．０５２９１７２．６２２５８６７．５８ 加入量（％） ０％２０％４０％６０％８０％１００％ ＦＣａｄ７６．０９６９．９５６３．８１５７．６８５１．５４４５．４０ Ａａｄ１３．２２１２．２４１１．２６１０．２９９．３１８．３３ Ｖａｄ９．３２１５．９７２２．６３２９．２８３５．９４４２．５９ Ｍａｄ１．３４１．７０２．０６２．４１２．７７３．１３ [收稿日期]2012-04-23 [作者简介]李姣（1982-），女，陕西榆林人，延安职业技术学院教师；万航（1983-），重庆市人，中冶陕压重工设备有限公 司助理工程师，硕士。 延安职业技术学院学报Journal of Yan ’an Vocational &Technical Institute 第26卷第3期 Vol.26No.3 2012年6月 June 2012 ８４--

煤炭燃烧特性指标

煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的，反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响；后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温度达到320～350℃以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只

有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350～420℃时，可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这层膜就是胶质体。当温度为500～550℃时，一方面因颗粒内部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀，半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示：试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度）和再固化温度TK（呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段

农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究

农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究农业废弃物是重要的生物质资源,由于它具有资源丰富和利用过程环境友好等特点受到了世界各国的广泛关注。然而在目前的技术条件下农业废弃物混煤燃烧是大规模利用农业废物的方法之一,农业废弃物混煤燃烧不仅可以降低污染物的排放,并且可以高效的利用低热值的农业废弃物物,是一种高效且环保的获取能源的方法。由于农业废弃物混煤燃烧的现在技术条件限制和对燃烧特性认识的欠缺以及国内没有相关的扶植政策,使得混燃技术在中国并没有普及。 本文以此为背景,选用麦秆、玉米秆和稻壳三种典型的农业废弃物,研究农业废弃物混煤(无烟煤和褐煤)燃烧时的燃烧特性和污染物排放特性。使用德国NETZSCH公司的STA409C型热重分析仪对农业废弃物和煤样单独燃烧和混合燃烧时的燃烧特性进行了研究,考察了在不同混合比例和不同升温速率下的混合物的燃烧特性。结果表明,当农业废弃物掺混比为20%的时候混合物整体表现出煤样的特性,当掺混比升高到50%的时候混合物整体表现出生物质的特性。 升温速率的升高有利于混合物的燃烧。运用Coats-Redfern积分法求得动力学特性参数,结果表明农业废弃物挥发分燃烧阶段所需的活化能明显低于焦炭燃烧阶段更低于煤燃烧所需的活化能,当农业废弃物混煤燃烧时能明显降低煤燃烧所需的活化能,提高煤的燃烧性能。总的来说农业废弃物混煤燃烧能明显提高煤的燃烧特性使用管式炉进行燃烧过程中污染物排放的实验研究,主要针对SO2、NO和HCl这三种污染物进行了研究,实验中对农业废弃物和煤单独燃烧时的污染物排放特性进行了研究并考察了不同掺混比和不同炉温条件下的污染物排放特性。 结果表明相对于煤单独燃烧而言,农业废弃物混煤燃烧能降低SO2和NO的排

煤的种类及特性

一、煤的种类（按炭化程度分） 1. 泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg 2. 褐煤10500~16700kJ/kg 3. 烟煤21000~29400kJ/kg 4. 无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg 一、矿物原料特点 (一) 煤的物理性质 煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。 1.颜色 是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。 3.粉色 指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。 7.断口 是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。

褐煤燃烧特性

褐煤燃烧特性 中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 一、燃煤产生烟尘的主要因素： 煤燃烧产生的烟有两种：一种是煤粉太细，直接被风力带出形成黑烟，这种情况较少；第二种是煤的挥发分高，还没有完全燃烧，就变成烟尘飞出去了，变成黑烟。 在燃烧制度和操作规程没有改变时，在设计燃用烟煤的锅炉燃烧褐煤或部分掺烧褐煤，与设计用煤偏差较大, 发热量低, 入炉煤的灰分、水分均高于设计煤种, 更由于炉膛截面积相对较小，在锅炉输出热功率相同时的烟气量相对大, 导致炉膛烟气速度相对高，造成燃烧不充分，形成黑烟。 二、褐煤主要特性： 1)热值低, 一般收到基低位发热值Qn e.t ar为8 370~ 16 750 kJ/kg, 即2 000~ 4 000 kcal/kg, 蒙东褐煤大致为3 000~ 4 200 kcal /kg。在锅炉保持同样蒸发量的条件下, 褐煤的燃料消耗量要比烟煤更多。由于褐煤热值低, 相同负荷下, 相比燃用烟煤其煤耗会增大。如果总燃煤量不增大, 锅炉出力可能相应降低。 2)水份大, 一般收到基水分Mar为20~ 40%,蒙东褐煤为28~ 32% 左右。在制粉系统中不易被干燥, 要求干燥介质的输入热量更高一些。 3)挥发份高, 一般干燥无灰基挥发分Vdaf为40~ 60% , 蒙东褐煤为45% 左右, 容易着火燃烧，但也容易引起堆放自燃；褐煤中挥发分析出温度点低，前期燃烧迅速，着火前移相对较多；同时,由于烟气量的增大,导致烟气流速增大,使得煤粉颗粒与碳颗粒在炉内停留时间减少，致使褐煤不充分燃烧，加剧污染物排放浓度； 4)易结渣, 一般灰渣软化温度t2 比较低, 蒙东褐煤t2 为1200e 左右; 褐煤的煤灰成分中多数表征为A l2O3 含量偏低、C aO偏高, 灰熔点及灰特性表征褐煤大多为易结渣煤种。 三、改善措施 1、燃料对锅炉的适应性

低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究

第２６卷／２０００年第１期湖南电力研究与试验低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究 黄’伟１，熊蔚立１，杨剑峰１，曹映春２ （１．湖南省电力试验研究院，湖南长沙４１０００７；２．湖南省火电建设公司，湖南株洲４１２０００） 摘要：采用热天平和一维火焰炉对耒阳低挥发分无烟煤及其混煤的着火、燃烧、燃尽 以及结渣特性等进行试验研究，分析了挥发分含量厦掺配比对煤燃烧性能的影响。根据 试验结果，运用模糊数学方法进行综合评判，确定了混煤的最佳掺配比，为混煤的合理 燃烧提供了科学依据。 关键词：无烟煤；混煤；燃烧特性；最佳掺配比 中图分类号：ＴＫ２２７．１文献标识码：Ａ文章编号：１００８—０１９８（２００６）０１—００ｌｌ－０５ Ｓｔｕｄｙｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗ—ｇｒａｄｅａｎｔｈｒａｃｉｔｅ ｃｏａｌａｎｄｉｔｓｍｉｘｅｄｃｏａｌ ＨＵＡＮＧＷｅｉ‘，ＸＩＯＮＧＷｅｉ—ｌｉｌ，ＹａｎｇＪｉａｎ—Ｆｅｎ９１，ＣＡＯＹｉｎｇ—ｃｈｕｎ２ （１．ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｌｃＰｏｗｅｒＴｅｓｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７．Ｃｈｉｎａ：２．ＨｕｎａｎＴｈｅｒｍａｌ ＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｌｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２０００，Ｃｈｌｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｇｎｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｂｕｒｎ－ｏｕｔａｎｄｓｌａｇｆ。ｒｍａｔｌｏｎａｂｏｕｔｌｏｗ ｇｒａｄｅａｎｔｈｒａｃｉｔｅａｎｄｉｔｓｍｉｘｅｄｃｏａｌｓｉｎＬｅｉｙａｎｇ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖｏｌａｔｉｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｆｏｒｃｏａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｌｌｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ．ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｓｄｅｃｉｄｅｄｂｙｂｌｕｒａｌｇｅｂｒａｍｅｔｈｏｄ， ｐｒｏｖｌｄｉｎｇｓｃｉｅｎｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｏｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｃｏａｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ；ｍｉｘｅｄ—ｃｏａｌ．ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ 电站锅炉燃煤的燃烧特性对机组的设计和运行有很大影响，燃烧器、炉膛和各级受热面的设计布置主要取决于燃料特性。由于无烟煤挥发分含量低，难以着火与稳定燃烧，炉膛型式及燃烧器的选择显得尤为重要。未阳电厂二期工程为２×３００ＭＷ燃煤ｗ型火焰锅炉，为充分利用湖南省的煤炭资源，设计燃用未阳本地低挥发分无烟煤。 ｌ耒阳低挥发分无烟煤的燃烧特性 耒阳低挥发分无烟煤煤质特性如下： 工业分析：Ｍ．一８．１１％，旭ｄ一２．２０％…Ａ一２４．８９％，Ｖ女ｆ一６．１９％，Ｑ。。。，一２ｌ２４８ｋＪ／ｋｇ。 元素分析～Ｃ一６２．２９％，Ｈ。，一１．０８％～０＝２．８３％，Ⅳ。，一０．４２％～Ｓ一０．３８％。 灰熔点：ｔ１—１２６０。Ｃ，￡２—１３１５℃，ｆ３—１４１５Ｃ。 灰成分：Ｆｅ：０３—４．８１％，ＣａＯ一３．４％，ＭｇＯ＝ 收稿日期；２００５—０９—０９１．３３蹦，Ｎａ２０＝１．２０％，Ｋ：Ｏ一１．９２％，ｓｉ０２＝５５．９３％，Ａ１２０３—２３．９８％，Ｔｉ０２—１．４９％。 １．１着火性能 根据西安热工研究院对国内２０种动力用煤（包括无烟煤、贫煤、劣质煤、烟煤及褐煤）的反应指数及着火温度的测定结果，所得到的煤挥发分与煤反应指标和着火温度的回归分析结果，如表１所示。在实验室滴管炉上也进行了着火温度试验。结果与上述回归分析结果基本接近。 表１试验煤种及对比煤种着火性能数据煤种束阳煤金竹山煤晋东南煤永安煤 反应指教（ＲＴ）／Ｃ４５０４３５４０１５１５ 着火温度（ＩＴ）／℃８５０８３６８１８９７４ 着火距离（占全火焰）／蹦３０．５２８．９２３４３６４由表１可见，未阳无烟煤属于最难燃的无烟煤之一，其着火性能比金竹山煤和晋东南无烟煤差，比福建永安煤略好。 ·１】‘

印尼煤种特性

印尼煤的煤质分析：全水分27.74，灰分6，挥发分35.4，硫0.3，低位发热量4278Kcal。如用流化床锅炉燃烧此煤种，由于灰分太少，无法发挥流化床锅炉的优势，无法有效的传递热量，负荷肯定受影响，建议与其他物料或煤种掺烧。 流化床锅炉的掺烧方式大致有三种： 1、在印尼煤中掺烧石英砂，由于石英砂在高温下硬度非常大，会加剧受热面的磨损，最好不要采用。 2、如果贵厂还有链条炉或者附近有其他企业燃烧链条炉，可以将将链条炉渣掺烧到印尼煤中。链条炉渣的热值可以达到2000 Kcal左右。 3、在印尼煤中掺烧煤矸石，利用煤矸石的高灰分提高混合煤种的灰分比例。选择一种煤矸石：灰分73，挥发分20，低位发热量2231Kcal。将70%的印尼煤和30%的煤矸石混合后低位发热量为3664 Kcal，灰分为26.1，挥发分为30.78。经计算燃烧混合煤的锅炉热效率为88.7%，每小时燃煤量14.9吨（10.4吨印尼煤和4.5吨煤矸石）。 经过混合后的煤种品质可认为烟煤，完全适应471或478型流化床锅炉，但和燃用孟县煤有一些区别： 1、燃混合煤（低位发热量为3664 Kcal）的每小时煤量比用孟县煤（低位发热量5850 Kcal）大了60%。燃用孟县煤时需要适当调整一二次风量，保证煤与空气量相配合适。 2、燃烧不同煤种时循环流化床锅炉主循环回路和尾部对流

烟道的热量分配是用区别的。燃用低挥发分的孟县煤时，炉膛采用了较高的床温，因此进入尾部对流烟道的烟气温度高，携带的热量要比燃用混合煤多。燃用孟县煤时需要注意过热器气温和喷水量的调整。 济南锅炉厂设计处 2010年9月9日 根据锅炉专业通过丽村印尼保运人员了解，该煤种由于挥发份高，灰份低在炉子本身的燃烧调整上表现出来的主要特点如下： 1、具有较高的燃烧效率，非常容易燃尽，单从挥发份和灰份上讲类似于油页岩。 2、燃用此煤种很难蓄积料层，建立良好的物料循环，需要进行掺伴，1(印尼煤)/5（其他煤种）。 3、由于此煤种挥发份偏高会分较低，着火点低但同样其熔点也较低，表现出来的燃烧特性较粘，容易使落煤管、放渣管产生挂焦堵塞。 4、为了降低结焦的可能性保证锅炉的运行安全，床温控制较低一般不超过900度，对传热效率有一定的影响。 综上所述根据印尼煤的各种特性，我认为印尼煤进行掺伴燃烧具有较高的可行性，同时可以有效提高锅炉效率，与市场上低价位低热量、低挥发份的煤种进行掺伴，总体平衡经济性上应该占有一定的优势，但最佳的掺伴比例需要一定的时间段进行试烧

实验一煤燃烧特性的热重分析

实验一燃烧特性的热重分析 一、实验目的 1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作； 2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。 二、实验内容及要求 1．熟悉热重分析工作原理； 2．学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析燃烧特性。 三、实验步骤 1．试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。 2．开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22℃）；（2）接通气体（氮气流量：30ml/min；空气流量：100ml/min）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度 和气流稳定后，打开TGA 主机；（4）打开计算机进入Windows NT，双击“STAR e” 图标打开STAR e软件。 3．根据软件建立试验方法，设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃，完毕后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。 4．根据随机软件进行数据处理。 5．关闭系统：（1）须在TGA 主机的炉温低于300℃后关闭恒温水浴槽；（2）关闭TGA 主机；（3）关闭气体；（4）关闭计算机。 四、实验报告 1．热重燃烧特性指标的含义和求解方法； 2．热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义； 3．求解煤/生物质燃烧特性参数； 4．结合所得数据分析燃烧特性。

瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851e热分析系统 图1、图2为热分析系统原理图。该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天平和高温恒温浴槽。 具体参数如下：型号：TGA/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。 图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化（如热胀冷缩效应）的影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内（22.0±0.1℃），不受环境因素的影响。其中的测试炉采用水平结构，可最大限度地消除可能产生的气体紊流的影响，克服热气体对流上升容易产生的“烟囱效应”。该系统采用单坩埚结构，使样品处于测试炉的几何对称中心，在升温室得到均匀加热。测量样品的温度传感器直接安装于坩埚底部，能准确测取样品温度。加热炉内可通入需要的各种反应气体，同时为了保护天平免受反应气体的腐蚀，需要通入保护气体。 图1 热分析系统示意图 图2 TGA/SDTA851e原理图 1—隔热挡板；2—反应性气体毛细管；3—石英护套；4—气体排出阀门（偶联接口）；5—样品温度传感器；6—加热炉；7—炉温传感器；8—电源接点；9—真空和清洁气体管；10—恒温天平室；11—平行导向超微量天平；12—样品室开启装置；13—冷却水管道；14—保护气体入口；15—反应气体入口；16—真空连接和清洁气体入口

煤的特性

煤炭指标定义 1、全水和内水 全水是煤的外在水分和内在水分之和。外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分；内在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所保持的水分。这两个指标对计算低位热值，影响很大，尤其是全水，1个全水影响低位热值大约60大卡。 2、灰分 煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分。煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。 3、全硫 煤炭的硫含量。 4、挥发分 煤中有机质的可挥发的热分解产物。其中除含有氮、氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体外，还有一些复杂的有机化合物。实验中将煤样在隔绝空气条件下高温加热，从煤中有机质分解出来的液体和气体的总量中减去水分，就得出挥发分。 5、固定碳 煤的固定碳是指煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解后剩下的残余物质减去其灰分后的产物，主要成分是碳元素。根据固定碳含量可以判断煤的煤化程度，进行煤的分类。固定碳含量越高，挥发分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的发热量也越高。 6、热值 7、灰渣特性 将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定。 DT（变形温度）：灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度； ST（软化温度）：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度； HT (半球温度)：灰锥形变至似半球形，即高约等于底长一半时的的温度； FT（熔化温度、流动温度）。灰锥熔化展开高度在1.5mm以下薄层时的温度。 煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围.开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成及其熔化温度. 煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成. 8、硬度（可磨系数） 煤的耐磨性、软硬程度，是指煤样破碎成粉的相对难以程度，是指煤能低抗外来机械作用的能力。用HGI表示。

煤炭种类及特性

煤炭种类及特性 一、煤炭五大常用指标： 第一个指标：水分 煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有： 1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。 第二个指标：灰分 灰分是指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。 能常用的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。 第三指标：挥发份（全称为挥发份产率） 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。 第四个指标：固定碳 不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。 FC A V M=100 相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-Vad FCd=100-Ad-Vd FCdaf=100-Vdaf 第五个指标：全硫 是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。 常用指标有：空气干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。

混煤燃烧特性研究

第25卷第18期中国电机工程学报V ol.25 No.18 Sep. 2005 2005年9月Proceedings of the CSEE ?2005 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013（2005）18-0097-07 中图分类号：TK227 文献标识码：A 学科分类号：470·40 混煤燃烧特性研究 王春波1，李永华2，陈鸿伟1 （1．华北电力大学能源与动力工程学院，河北省保定市071003； 2．LTNT能源技术研究中心，瑞士苏黎世） STUDY ON COMBUSTION CHARACTERISTICS OF BLENDED COALS WANG Chun-bo 1, LI Yong-hua 2, CHEN Hong-wei 1 （1. Department of Power Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei Province, China; 2. Inst. f. Energietechnik/LTNT, ETH Zentrum/ML J14, CH-8092, Zurich/Switzerland） ABSTRACT: Power Plants in China have to burn blended coal instead of design coal，so it is necessary to investigate the combustion of blended coals. Using the test rig with a capacity of 640MJ/h with an absolute milling system and flue gas online analysis system, the characteristics of some blended coals, such as burning out, slagging and pollution were investigated. The ratio of coke and slag as a method to distinguish coal slagging characteristic was introduced. Some kinds of blending of coal have some effect on NO x but there is no obvious rule. The emission of SO x can be reduced to blend coal, especially for the low sulfur coal in this investigation. KEY WORDS:Blended coals; Combustion characteristic; Slag; NO x; SO x 摘要：由于国内电厂大量燃用混煤，因此，从技术经济角度出发，对混煤燃烧特性进行研究具有很大的必要性。文中利用一个具有在线烟气成分分析的640MJ/h热试验台，进行了几种混煤的燃尽、结渣和污染特性试验。焦炭和渣的比例被引入以区分煤的结渣特性。NO x的释放没有特别明显的规律，但研究中发现几种低硫煤混合后，SO x释放有所减少。关键词：混煤；燃烧特性；结渣；NO x；SO x 1 INTRODUCTION Because of decrease of washing coal, shortage of transport capability and the policy of bad coal combustion in power plant in China, power plant can 基金项目：国家“九·五”重点科技攻关项目（96-A19-01-05）。 Key Project of the National Ninth-Five Year Research Programme of China(96-A19-01-05). not burn one coal and have to burn blended coals. According to the reports of power plant of Water and Electricity Ministry, blending ratio of power plant is 44% in 1982. In 1987, Harbin Whole Set Equipment Research Institute found that most of power plants are very difficult to burn design coal when they investigate the basic instance of 428 main power plants. At present, blended combustion is very common, even the design coal of some power plants are blended coals. However, the blended coal is not a simple mechanical process—only some kinds of coal were blended. Because the difference of fractional coal constitution and combustion characteristic, the combustion condition can not be satisfied at one time. This may be lead to combustion instability and low efficiency etc[1-8]. In this paper, the burnout, slag and NO x, SO x emission of blended coals have been researched in a semi-industrial combustion facility. The blended coals are composed of four brown coals, namely Huolinhe coal, Yangcaogou coal, Fengguang coal and Meihe coal, which are often used by Shuangliao Power Plant. The characteristics of the four brown coals are shown in table 1. The blending ratio of blended coals is shown in table 2. The size of coal particles is limited to about R90=35%.