混煤燃烧反应动力学参数的实验研究
第22卷第2期电站系统工程V ol.22 No.2 2006年3月Power System Engineering Mar., 2006 文章编号：1005-006X(2006)02-0007-02
混煤燃烧反应动力学参数的实验研究*
刘亮1周臻1 李录平1彭锦2刘陆军2
（1.长沙理工大学，2.株洲华银火力发电有限公司）
摘要：采用热天平，在20 /min
℃的升温速率下，对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及这两煤种之间9种不同掺混比的混煤的燃烧反应动力学参数进行了实验研究。分析特性温度发现，掺混少量的六枝化处煤就能明显降低混煤的着火温度；计算所得的混煤活化能E 比由父本煤种的活化能按比例加权的平均值E′小，混煤的着火性能更加接近活化能小的单煤。
关键词：混煤；动力学参数；热重分析；实验研究
中图分类号：TK16 文献标识码：A
Experimental Study of Kinetic Parameters of Combustion Reaction of Blended Coals
LIU Liang, ZHOU Zhen, LI Lu-ping, PENG Jin, LIU Lu-jun Abstract: An experimental investigation on kinetic parameters of combustion reaction of blended coal from Liuzhihua’s coal and Loudi’s coal is conducted. The assays of 11 kinds of coals were performed in thermogravimetric analysis, using
a heating rate of 20℃/min. Research on characteristic temperatures of coal combustion showed that the ignition
temperatures of blended coals evidently became lower for a small quantity of Liuzhihua’s coal mix. It would be readily seen that the activation energy (E) of the blended coals would be less than a weighted average value (E′) calculated by the activation energy of two parent coals, but ignition property is obviously near to that of the coal, whose activation energy is lower (Liuzhihua’s coal).
Key words: blended coal; kinetic parameter; thermogravimetric analysis; experimental research
近年来，混煤燃烧在世界范围内得到广泛应用。燃用混煤时，若煤种选择恰当、混合均匀、配比合理，则能发挥各煤种的优越性，弥补单一煤种自身燃烧特性的缺陷，给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。然而，混煤的燃烧与着火特性较为复杂，掺混不当会导致着火困难，燃烧不稳，燃烧损失增大，锅炉效率下降及污染物排放增加等一系列的问题，因此，有必要对混煤的燃烧特性进行研究。
本文主要以六枝化处煤（A）和娄底煤焦（B）两煤种之间的不同比例的混煤为研究对象，利用热天平等实验装置对两种单煤和两组分之间9种不同比例的混煤，进行燃烧反应动力学参数的研究。
1 实验装置及条件
本实验采用北京光学仪器厂生产的WCT-2型热天平。
煤样采用空气干燥基，煤样粒度过100目筛。热重实验采用φ5×1.5 mm氧化铝坩埚。测试条件为：升温速率为20 /min
℃，试样质量10±0.1 mg，试验测温范围为30～1200 ℃，实验在空气介质中进行。
2 热重试验结果
试验煤样为六枝化处煤和娄底煤焦及其混煤，其工业分析见表1，各煤样的热分析曲线如图1～4所示。
对图1～4进行分析和处理，可得到上述两种煤及其混收稿日期: 2006-01-05
刘亮(1967-)，男，副教授。能源与动力工程学院，410076
*湖南省自然科学基金资助项目（04JJ40033）煤的着火温度T i、最大燃烧速率对应温度T max、燃尽温度T h[1]等参数，见表2，其着火、燃烧特性的分析见文献[2]。
M
(
m
g
)
D
T
G
(
%
.
m
i
n
-
1
)
T
温度（℃）
图1 单煤的热分析曲线
D
T
G
(
%
/
m
i
n
) M
(
m
g
)
T
温度（℃）
图2 混煤的热分析曲线（1）
8
电 站 系 统 工 程
2006年第22卷
D T G (%.m i n )
M (m g )
T 温度（℃）
3.0
3.5
4.04.5
5.0
5.5
6.06.5
7.07.5
8.0
8.59.09.5
图3
混煤的热分析曲线（2）
D T G (%.m i n -1
)
M (m g )
temperature()
℃3
45667
8
9 图4 混煤的热分析曲线（3）
表1 试验煤样的工业分析
煤 种 水分M ad /% 灰分A ad /% 挥发分V ad /% 固定碳FC ad /%
娄底煤焦
2.22 40.10 7.48 50.20 六枝:娄底=1:9
2.56 3
3.35 8.19 55.90 六枝:娄底=2:8
2.67 32.00 8.24 57.09 六枝:娄底=3:7
2.77 30.95 8.88 57.40 六枝:娄底=4:6
2.66 32.89 9.73 54.72 六枝:娄底=5:5
3.12 26.51 10.39 59.98 六枝:娄底=6:4
2.92 27.66 9.83 59.59 六枝:娄底=7:3
3.20 25.85 11.16 59.79 六枝:娄底=8:2
3.21 25.17 12.04 59.58 六枝:娄底=9:1
3.52 2
4.11 11.79 60.58 六枝化处
3.81 22.46 11.99 61.74 3 特性温度分析
煤粉燃烧的特性温度主要是指着火温度、最大燃烧温度和燃尽温度，混煤中的特性温度随掺混比例的变化情况见图5。由图可见，少量的六枝化处煤掺混比例就能明显地降低混煤的着火温度；当六枝化处煤含量超过40%时，最大燃烧温度有较大幅度的降低；而燃尽温度由于两煤种差别不大，因此难以反映其变化规律。
表2 试验煤样的特性温度
煤 样 着火温度T i /K T max /K 燃尽温度T h /K
娄底煤焦
826 882 969 六枝:娄底=1:9
809 864 967 六枝:娄底=2:8
801 875 973 六枝:娄底=3:7
791 867 968 六枝:娄底=4:6
784 853 969 六枝:娄底=5:5
774 851 963 六枝:娄底=6:4
771 856 966 六枝:娄底=7:3
769 853 966 六枝:娄底=8:2
767 835 965 六枝:娄底=9:1
767 835 960 六枝化处
767 832 959
/K
特性温度/六枝化煤掺混比例％
图5 特性温度与掺混比例的关系
4 试样的动力学分析[3,4]
每个试样的热解实验可以认为是一系列挥发分释放、燃烧的综合行为，它们都有自己的活化能，并且符合以下动力学方程：
)()(αατ
α
f Ae kf d d RT E
?== (1) 式中，α——试样热解过程中消耗的量；A ——频率因子；E ——活化能；R ——气体常数，选取8.314 kJ/(mol ·K)；T ——反应温度；f (α)——与热解机理相关的函数。
经过整理得：
)ln(]ln[)(/A RT
E
f d d +?
=ατ
α (2) 式（2）中]ln[)(/ατ
αf d d 与1/T 成线性关系，从给定的TG 曲线上取若干个点（]ln[)(/ατ
αf d d ，1/T ）
，经最小二乘法回归得一线性方程：Y =a +bX 。
表3 混煤的活化能计算数据
(下转第13页)
煤 样
拟合方程 频率因子A /s -1活化能E /kJ ·mol -1活化能E ’/kJ ·mol -1 相关系数R
娄底煤焦 Y =17.88604-1.87715X
58587973 156.07 156.07 0.99026 六枝:娄底=1:9Y =10.99187-1.21101X 59389 100.68 148.36 0.99584 六枝:娄底=2:8Y =11.30145-1.25033X 80939 103.95 140.65 0.9967 六枝:娄底=3:7Y =13.714-1.44191X 903472 119.88 132.94 0.98989 六枝:娄底=4:6Y =10.30353-1.147X 29838 95.36 125.23 0.99451 六枝:娄底=5:5Y =10.34212-1.14792X 31012 95.44 117.52 0.9927 六枝:娄底=6:4Y =9.96601-1.11504X 21290 92.70 109.81 0.99457 六枝:娄底=7:3Y =9.6077-1.07339X 14879 89.24 102.1 0.99324 六枝:娄底=8:2Y =10.13609-1.10584X 25238 91.94 94.39 0.99354 六枝:娄底=9:1Y =9.09218-1.01546X 8886 84.43 86.68 0.99206 六枝化处
Y =8.27831-0.94987X 3938 78.97 78.97 0.97621
第2期 王 超等：风力发电技术及其发展方向 13
题；④风速在5～20 m/s 是现有风机所能适应的风速，但能否扩展风速的适用范围，从而提高其发电功能，是一个亟待解决的问题；⑤在一定风速条件下多机间的相互干扰和最佳多机阵列的布置的研究。现有风机设置均相隔较大间距，以避免各风机间的相互干扰，这样一来，往往占地过大，增加了投资成本。
5 总 结
风力发电是一个集计算机技术、空气动力学、结构力学和材料科学等综合性学科的技术。我国有丰富的风能资源,因此风力发电在我国有着广阔的发展前景，风能的利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整及对减少进口能源的依赖等方面做出巨大贡献。同时随着风电机组运行时间的增长，将有越来越多的风电机组进入维修期，专门的风电机组的维修行业也将成为一个很有前途的领域。
目前，尽管有着各种各样的困难，但随着科技的进步、政策资金及投资方信心的增强，风电在开发、运行和管理方面都将取得进步和提高。展望未来，随着风电机组制造成本的不断降低，化石燃料的逐步减少及其开采成本的增加，风电将逐步增强市场竞争力，其发展前景将十分光明！ □
参 考 文 献
[1] 2004年全球风能发展统计报告[R]. [2] 徐永禧. 关注德国电力工业[J]. 国际电力, 2004, 8(1).
[3] 胡其颖. 风电五强各具特色的发展模式—兼谈对我国风电发展的几点建议[J]. 太阳能, 2005(4).
[4] 张方军. 风力发电技术及其发展方向[J]. 电气时代, 2005(11). [5] https://www.sodocs.net/doc/7b18175287.html, [E].
[6]
戴慧珠, 王伟胜, 梁军, 等. 并网风电系统规划方法和运行技术研究[R]. 北京: 中国电力科学研究院, 2000.
编辑：巨 川
（上接第8页）图6为娄底煤焦试样的试验数据点及由其拟合的直线，由直线的斜率可求出反应的活化能E ，由截距可
求出频率因子A 。其它各试样的动力学参数可类似求出，经过拟合计算得出的各试样的动力学参数如表3。
表3中看出，在娄底煤焦中掺烧六枝化处煤粉可以大大降低混煤着火初期的活化能和频率因子。娄底煤焦含量较高时，六枝化处煤粉的作用较为显著；当六枝化处煤粉的掺混比例高于40%时，活化能和频率因子的下降幅度趋于平缓。
l n [(d /d t )/f ()]
1/T(k -1
*104
)
图6 试验煤样动力学参数的计算曲线
试验煤样的活化能随掺混比的变化规律见图7。由图7可以看出，娄底煤焦的活化能最大，六枝化处煤粉的活化能最小。当两种煤粉掺混燃烧时，掺混少量的六枝化处煤粉就可显著的降低混煤的着火能，这与着火温度的变化基本上是对应的，可见，易着火煤的掺混对难着火煤的着火性能改善有很大帮助。当掺混比例大于50%以上时（以六枝化处煤为主），随着六枝化处煤比例的增加，活化能有所下降，但下降的幅度不大，或下降较为缓慢。这也与着火温度的变化情况基本相同。
对于两单煤的组成的混煤，其活化能E 比由父本煤种的活化能按比例加权的平均值E ′小，混煤的着火性能更加接近活化能小的单煤（见表3）。因此，由六枝化处煤粉和娄底煤焦组成的混煤，其着火性能因为六枝化处煤粉的加入，可显著改善煤的着火性能。
活化能E /k J .m o l -1
1:9 2:8 3:7 4:6 5:5 6:4 7:3 8:2 9:1 娄六
图7 不同掺混比下混煤的活化能
由于着火性能仅反映煤燃烧特性的一个侧面，全面衡量煤燃烧特性还需考虑稳定燃烧、燃尽率及结渣特性等一系列的燃烧特性参数，而且，煤粉在热天平内静态燃烧过程，与其在炉内动态燃烧过程还有较大差异，因此，在判别混煤的燃烧特性时应结合燃烧实验进行。
5 结 论
(1) 六枝化处煤与娄底煤焦掺混时，若以燃烧娄底煤焦为主，六枝化处煤的掺入会使活化能有较大幅度的下降，可改善混煤的着火性能；当以六枝化处煤为主（掺混比＞50%）时，娄底煤焦的掺入对着火性能影响不大（表现为活化能变化不大）。
(2) 对于六枝化处煤粉和娄底煤焦组成的混煤，混煤的活化能比单一煤活化能按比例加权平均值小，混煤的着火性能更接近活化能小的煤。 □
参 考 文 献
[1] 孙学信. 燃煤锅炉燃烧实验技术与方法[M]. 中国电力出版社，2002. 78～82.
[2] 刘亮, 李录平, 柏湘杨, 等. 混煤热解特性及燃烧过程实验研究[J]. 动力工程, 2006(2).
[3] 刘振海. 化学分析手册—热分析[M]. 化学工业出版社, 2000. 47～54. [4]
陈镜泓, 李传儒. 热分析及其应用[M]. 科学出版社, 1985. 120～121.
编辑：闻 彰
南京大学《物理化学》练习 第十章 化学动力学基础(一)
第十章化学动力学基础（一） 返回上一页 1. 298 K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为5.7 h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求: (1) 该反应的速率常数. (2) 作用完成90%时所须的时间. 2. 某人工放射性元素放出α粒子,半衰期为15 min ,试问该试样有80%分解,需时若干? 3. 把一定量的PH3(g)迅速引入温度为950 K的已抽空的容器中,待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解),测得实验数据如下: t/s 0 58 108 ∞ P/kPa 35.00 36.34 36.68 36.85 已知反应 4pH3(g) P4(g) + 6H2(g) 为一级反应,求该反应的速率常数k值(设在t=∞时反应基本完成) 4. 在某化学反应中随时检测物质A的含量,1小时后,发现A已作用了75%,试问2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A 来说是: (1) 一级反应. (2) 二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同) (3) 零级反应(求A作用完所用时间) 5. 在298 K时, NaOH与CH3COOCH3皂化作用的速率常数k2与NaOH与CH3COOC2H5皂化作用的速率常数k2' 的关系为k2=2.8k2' .试问在相同的实验条件下,当有90% CH3COOCH3被分解时, CH3COOC2H5的分解百分数为若干?
6. 对反应2NO(g) +2H2(g)---> N2(g) +2H2O(l) 进行了研究,起始时NO与H2的物质的量相等.采用不同的起始压力相应的有不同的半衰期,实验数据为: p0 /kPa 47.20 45.40 38.40 33.46 26.93 t1/2/min 81 102 140 180 224 求该反应级数为若干? 7. 反应A+B P的动力学实验数据如下, [A]0/(mol·dm-3) 1.0 2.0 3.0 1.0 1.0 [B]0/(mol·dm-3) 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 r0/(mol·dm-3·s-1) 0.15 0.30 0.45 0.15 0.15 若该反应的速率方程为 ,求x和y的值. 8. 碳的放射性同位素在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的 1.10×%.某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬,经分析的含 量为总碳量的9.87×%,已知的半衰期为5700年,试计算这灰距今约有多少年? 9. 某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应,如果给病人在上午8点注射一针抗菌素,然后在不同时刻t测定抗菌素在血液中的浓度c(以mg/100 cm3表示),得到以下数据 t/h 4 8 12 16 c /(mg/100 cm3） 0.480 0.326 0.222 0.151 (1) 确定反应的级数. (2) 求反应的速率常数k和半衰期t1/2.
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。
第二章 化学反应动力学基础(答案)
第二章 反应动力学基础 一、填空题 1. 生成主产物的反应称为 主反应 ，其它的均为 副反应 。 2. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =n f K 。 3. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ， 则C K = n p RT ???? ?? y K 。 4. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =____)()(βα+RT ___P K 。 5. 反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n= 1 。 6. 反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=___0____。 7. 活化能的大小直接反映了 反应速率 对温度的敏感程度。 8. 对于一非恒容均相化学反应B A B A αα?，反应组分A 的化学反应速率=-A r Vdt dn r A A -=- 。（ V d t dn r A A -=-、 Vdt dn r B A -=-、dt dC r A A -=-、dt dC r B A -=-） 9. 气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=____2___。 10. 气相反应3A + B → P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=___-2/3____ 11. 在一间歇恒容反应器中进行如下平行反应12k k A P A S ??→??→，P 为目的产物，已知0A c 的单位为[]/mol L ，1k 的单位为1s -????，2k 的单位为[]/L mol s ?，活化能12E E >。则R A = )(221A A C k C k +- 。目的产物P 的瞬时选择性P S = 1212A A A k c k c k c + ，为了提高P S ，A c 要控制得较 低 ，T 要控制得较 高 。
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--
第十一章 化学动力学基础(一)习题
化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 8.典型复杂反应的动力学特征如何? 9.什么是链反应?有哪几种? 10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH
证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变
简明常用血流动力学参数意义对照表
简明常用血流动力学参数意义对照表 1. LSI 左心搏指数 2. RSI 右心搏指数 3. LCI 左心排指数 4. RCI 右心排指数 以上四个指数代表心脏的功能指数，其中左心排指数最重要，等同于心脏指数（CI），一般来说，CI<1.5=预后极差；1.5—2.0= 心源性休克；2.0—2.2=前向性心功能不全。 5. CWT 心脏总功率：反映心脏的负荷，一般运动时，功率会增大，如果正常情况总功率偏大，则代表心脏负荷偏大；偏小则视情况而定，有身体强健者，心脏功率不必很大，但器质性偏小，则有可能造成供血不足，头晕眼花等等。 6. LWE 左心室有效功率 7. LTPF 左心室总泵力 8. LWT 左心室功率 9. LEWK 左心室机械效率 10. JP 左心室喷血压力：该指数与血压有关，如果该指数偏大，则需要小心高血压了。 11. VP 左心室有效泵力 12. EF 喷血分数：非常重要的指标，EF值长期偏小，则有很大可能性是心衰。 13. AWK 动脉机械效率 14. EPE 射流压力 15. LCRI 左室等容指数 16. RCRI 右室等容指数 15/16两个参数代表心脏的容血量，其意义不如有效循环容量重要。 17. LVDV 左室舒张末血量 18. LVDP 左室舒末期压力 19. CR 左室喷血阻抗 20. PDM 平均舒张压：高血压的判断指标之一 21. PSM 平均收缩压：高血压的判断指标之一 22. PPM 平均脉压：高血压的判断指标之一 23. MAP 平均动脉压：高血压的判断指标之一 24. HR 心率 25. CVPS 中心静脉收缩压 26. CVPM 中心静脉平均压：非常重要的指标 严重升高：1.静脉充盈过量（循环超负荷） 2.静脉充血（心脏压塞、PEEP
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
第四章 甲烷着火与燃烧特性的反应动力学分析
第四章 甲烷着火与燃烧特性的反应动力学分析 4.1化学反应动力学模型选择 4.2着火特性的反应动力学分析 4.3燃烧特性的反应动力学分析 本节将采用不同的甲烷燃料燃烧化学反应详细机理（Gri_mech 3.0、NUI Galway_Mech 、USC_Mech 2.0）对第三章中相同的实验工况下甲烷/空气混合气的层流燃烧速率进行数值计算，并将计算结果与实验数据进行对比分析。 4.3.1初始压力对l U -Φ的影响 在初始温度u T 为K 290，初始压力u P 分别为Mpa 1.0、Mpa 2.0和Mpa 3.0时，采用不同的甲烷燃料燃烧化学反应机理对其层流燃烧速率进行数值计算，将得到
图3.24 T u =290K 时不同初始压力下层流燃烧速率随当量比变化趋势的计算结果与实验数据 对比图 当Mpa P u 1.0=时，采用Gri_2.1动力学模型计算得到的甲烷/空气混合气的层流燃烧速率与实验数据吻合良好，另外两种动力学模型计算得到的结果则与实验数据存在一定偏差；当Mpa P u 2.0=时，在Φ值小于1的一侧，采用Gri_2.1动力学模型计算得到的甲烷/空气混合气的层流燃烧速率与实验数据较为接近，另外两种动力学模型计算得到的结果则与实验数据有偏差，但在Φ值大于1的一侧，采用Gri_2.1动力学模型和USC_Mech 2.0动力学模型计算得到的甲烷/空气混合气的层流燃烧速率最接近实验值；当Mpa P u 3.0=时，三种动力学模型的计算结果均与实验数据有偏离。经过综合分析，在三种压力工况下，Gri_2.1动力学模型能够较为准确的预测甲烷/空气混合气的层流燃烧速率。 4.3.2初始温度对l U -Φ的影响 在初始压力u P 为Mpa 1.0，初始温度u T 分别为K 290、K 320和K 350时，采用不同的甲烷燃料燃烧化学反应机理对其层流燃烧速率进行数值计算，将得到的计算结果与实验数据进行对比分析，如图3.25所示。
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
燃烧反应动力学
燃烧反应动力学： 这一章主要从化学动力学的角度阐述燃烧反应的一些基本概念、原理和理论模型。 首先定义了反应速度：化学反应速度是在单位时间内由于化学反应而使反应物质（或燃烧产物）的浓度改变率。 dC w d τ =- 然后介绍了最基本的反应——基元反应，即反应物分子（或离子、官能团）在碰撞种一步转化为产物分子（或离子、官能团）的反应。 同时引入了反应级数的概念。并在此基础之上逐步讨论了一级反应和二级反应的一些结论和特点。其中又引入了半衰期的概念，其定义如下：经过一定时间r 后，反应物的浓度降为初始浓度的一半时所需要的时间即是该反应的半衰期。 在简单的基元反应基础之上，课程进一步研究了一些复杂反应，包括：可逆反应、平行反应、连续反应等。至此基本的反应类型介绍完毕。紧接着课程讨论了各种参数对化学反应速度的影响，包括温度、压力、浓度等。其后继续介绍了反应速度的碰撞理论模型。并提出了有效碰撞理论： ● 在相互反应的分子碰撞过程中，只有一部分的分子碰撞处于合适的方位上； ● 处于合适方位上的分子间的相互碰撞，只有一部分有能力足以使得化学键破裂； ● 反应速率常数可以表示成： /E RT AB k Z e ?-= 有了碰撞理论模型的基础之后，课程开始介绍另外一种比较特殊的重要反应类型——链锁反应。主要介绍了不分支链锁反应（也叫直链反应）和分支链锁反应两个类型。本章的最后介绍了燃烧学中常用的一些概念和术语。现总结如下： ● 生成焓：当化合物是由不同元素组成时，化学能被转换成热能，这种转换的能量称 为化合物的生成焓。 ● 过量空气系数：燃烧反应过程当中实际空气量和理论空气量的比值。 ● 当量比：111φ=千克燃料 实际燃空比实际燃烧过程种供给的空气量＝千克燃料理论燃空比 千克燃料完全燃烧所需要的理论空气量 ● 绝热燃烧温度：一个绝热、无外力做功、没有动能或势能变化的燃烧过程，燃烧产 生的热量全部用于加热燃烧产物，这样一个过程中燃烧产物的温度。 多组分反应流体力学基本方程组： 这章主要从流体力学的角度分析多组分燃烧反应过程的一些特点以及结论，并导出多组分燃烧反应的基本方程组。 首先，本章介绍了几类火焰： ● 扩散火焰：燃气和空气进入炉膛（或烧嘴）前不预先混合，燃烧过程当中空气、燃 气边混合边燃烧。特点：火焰明亮，有明显轮廓。 ● 预混火焰、燃气和空气在烧嘴内已经混合均匀，在燃烧室内直接燃烧。特点：火焰 透明，也称为“无焰燃烧”。 ● 部分预混火焰：燃料先和部分氧化剂混合，其余氧化剂通过扩散进入燃烧室。 随后，引入三个特征时间：
血流动力监测各指标及临床意义
血流动力监测各指标及临床意义 血流动力学监测的每个参数都有他的临床意义，怎样结合其它参数或临床等等都是我们应该掌握和经常思考的，而且只有在临床中不断运用、思考才能真正理解这些参数。本文介绍了直接测量所得指标：上肢动脉血压、心率、中心静脉压、右心房压、右心室压、肺动脉压、肺毛细血管嵌顿压、心输出量。由直接测量指标所派生的指标：心脏排血指数、心脏搏出量、肺血管阻力、心室做功指数和PICCO参数：血管外肺水、胸血容量。介绍了临床应用于判断左心功能、疾病的鉴别、心功能状态的治疗原则、指导疾病的治疗等。供大家参考。 1、主要监测指标 1.1直接测量所得指标 1.1.1上肢动脉血压(AP) 正常值：收缩压1 2.0～18.7kPa(90～140mmHg)，舒压8.0～12.0kPa(60～90mmHg)。心排量、全身血管阻力、大动脉壁弹性、循环容量及血液粘度等均可影响动脉血压。一般用袖带血压计测量。在休克或体循环直视心脏手术时，应以桡动脉穿刺直接测量为准[1]。血压是反应心排量水平和保证器官有效灌注的基础，过高时增大左室后负荷和心肌耗氧，过低不能保证重要器官有效灌注。当MAP低于75mmHg 时，心肌供血曲线变陡下降，因此，MAP75~80mmHg，是保证心肌供血大致正常的最低限度[2]。对原有高血压病人，合理的MAP应略高于此。 1.1.2心率(HR)正常值：60～100次/min。反映心泵对代改变、应激反应、容量改变、心功能改变的代偿能力。心率适当加快有助于心输出量的增加，<50次/min或>160次/min，心输出量会明显下降[3]。 1.1.3中心静脉压(CVP)正常值：0.49～1.18kPa(5～12cmH20)。体循环血容量改变、右心室射血功能异常或静脉回流障碍均可使CVP发生变化，胸腔、腹腔压变化亦可影响
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%.
化学反应动力学考题及答案
研究生课程考试成果单 令狐采学 （试卷封面） 任课教师签名： 日期： 注：1. 以论文或年夜作业为考核方法的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。 2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。
3. 学位课总评成果以百分制计分。 第一部分 1.简答题 （1）简述化学反响动力学与化学反响热力学、化学反响工程的关系。 答：化学反响动力学与化学反响热力学是综合研究化学反响规律的两个不成缺少的重要组成部分。由于两者各自的研究任务不合，研究的偏重而不合，因而化学反响动力学与化学反响热力学既有显著的区别又互有联系。 化学反响热力学特别是平衡态热力学是从静态的角度出发研究过程的始态和终态，利用状态函数探讨化学反响从始态到终态的可能性，即变更过程的标的目的和限度，而不涉及变更过程所经历的途径和中间步调。所以，化学反响热力学不考虑时间因素，不克不及回答反响的速率历程。因此，即使一个反响在热力学上是有利的，但如果在动力学上是晦气的，则此反响事实上是不克不及实现的。因此，要开发一个新的化学过程，不但要从热力学确认它的可能性，还要从动力学方面研究其反响速率和反响机理，两者缺一不成。从研究法度来说，化学反响热力学研究是第一位的，热力学确认是不成能的反响，也就没有需要再进行动力学的研究。显然只有对热力学判定是可能的过程，才有进行动力学研究的需要条件。 （2）简述速控步、似稳态浓度法、似平衡浓度法的适用条件及其
应用。 答：速控步：连续反响的总反响的速率决定于反响速率常数最小的反响步调——最难进行的反响，称此为决定速率的步调。此结论也适应于一系列连续进行的反响；并且要满足一个条件即反响必须进行了足够长的时间之后。 似稳态浓度法：是对不稳定中间产品的浓度的一种近似处理办法，视之近似看作不随时间变更，不但经常使用于连续反响，对其他类似的反响只要中间物不稳定，也可适用。 似平衡浓度法：在一个包含有可逆反响的连续反响中，如果存在速控步，则可以认为其他各反响步调的正向、逆向间的平衡关系可以继续坚持而不受速控步影响，且总反响速率及表观速率常数仅取决于速控步及它以前的反响步调，与速控步以后的各步反响无关。 对综合反响进行简化处理的办法有：①对平行反响，总反响速率由快步反响确定；②对连续反响，总反响速率由慢步反响确定，一般把中间物质视为不稳定化合物，采取似稳态浓度法处理；③对可逆反响，总反响速率即为净反响速率，由正、逆反响速率确定，在反响进行足够长时间后，假定反响达到平衡，采取似平衡法处理。（3）简述平行反响、连续反响、可逆反响、自催化反响的主要反响动力学特征。 答：平行反响：若某一组作为反响产品同时介入两个或两个以上基元反响时，此庞杂反响称为平行反响。主要特征如下：①平行反响
混煤燃烧反应动力学参数的实验研究
第22卷第2期电站系统工程V ol.22 No.2 2006年3月Power System Engineering Mar., 2006 文章编号：1005-006X(2006)02-0007-02 混煤燃烧反应动力学参数的实验研究* 刘亮1周臻1 李录平1彭锦2刘陆军2 （1.长沙理工大学，2.株洲华银火力发电有限公司） 摘要：采用热天平，在20 /min ℃的升温速率下，对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及这两煤种之间9种不同掺混比的混煤的燃烧反应动力学参数进行了实验研究。分析特性温度发现，掺混少量的六枝化处煤就能明显降低混煤的着火温度；计算所得的混煤活化能E 比由父本煤种的活化能按比例加权的平均值E′小，混煤的着火性能更加接近活化能小的单煤。 关键词：混煤；动力学参数；热重分析；实验研究 中图分类号：TK16 文献标识码：A Experimental Study of Kinetic Parameters of Combustion Reaction of Blended Coals LIU Liang, ZHOU Zhen, LI Lu-ping, PENG Jin, LIU Lu-jun Abstract: An experimental investigation on kinetic parameters of combustion reaction of blended coal from Liuzhihua’s coal and Loudi’s coal is conducted. The assays of 11 kinds of coals were performed in thermogravimetric analysis, using a heating rate of 20℃/min. Research on characteristic temperatures of coal combustion showed that the ignition temperatures of blended coals evidently became lower for a small quantity of Liuzhihua’s coal mix. It would be readily seen that the activation energy (E) of the blended coals would be less than a weighted average value (E′) calculated by the activation energy of two parent coals, but ignition property is obviously near to that of the coal, whose activation energy is lower (Liuzhihua’s coal). Key words: blended coal; kinetic parameter; thermogravimetric analysis; experimental research 近年来，混煤燃烧在世界范围内得到广泛应用。燃用混煤时，若煤种选择恰当、混合均匀、配比合理，则能发挥各煤种的优越性，弥补单一煤种自身燃烧特性的缺陷，给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。然而，混煤的燃烧与着火特性较为复杂，掺混不当会导致着火困难，燃烧不稳，燃烧损失增大，锅炉效率下降及污染物排放增加等一系列的问题，因此，有必要对混煤的燃烧特性进行研究。 本文主要以六枝化处煤（A）和娄底煤焦（B）两煤种之间的不同比例的混煤为研究对象，利用热天平等实验装置对两种单煤和两组分之间9种不同比例的混煤，进行燃烧反应动力学参数的研究。 1 实验装置及条件 本实验采用北京光学仪器厂生产的WCT-2型热天平。 煤样采用空气干燥基，煤样粒度过100目筛。热重实验采用φ5×1.5 mm氧化铝坩埚。测试条件为：升温速率为20 /min ℃，试样质量10±0.1 mg，试验测温范围为30～1200 ℃，实验在空气介质中进行。 2 热重试验结果 试验煤样为六枝化处煤和娄底煤焦及其混煤，其工业分析见表1，各煤样的热分析曲线如图1～4所示。 对图1～4进行分析和处理，可得到上述两种煤及其混收稿日期: 2006-01-05 刘亮(1967-)，男，副教授。能源与动力工程学院，410076 *湖南省自然科学基金资助项目（04JJ40033）煤的着火温度T i、最大燃烧速率对应温度T max、燃尽温度T h[1]等参数，见表2，其着火、燃烧特性的分析见文献[2]。 M ( m g ) D T G ( % . m i n - 1 ) T 温度（℃） 图1 单煤的热分析曲线 D T G ( % / m i n ) M ( m g ) T 温度（℃） 图2 混煤的热分析曲线（1）