煤焦颗粒的燃烧反应动力学特性研究

摘要

我国煤炭分布广，区域性分布不均衡，煤质差别比较大，燃烧时易出现问题。故而需要对煤焦颗粒的燃烧反应特性进行研究，进而确保燃煤锅炉安全、经济运行。目前，对煤焦颗粒燃烧特性的研究方法主要有热重分析法、管式沉降炉法（DTF法）、激光点燃法。本文采用热重分析法和管式沉降炉（DTF）法分别对煤焦颗粒在低温和高温阶段的燃烧特性进行研究。
　　在一维恒温沉降炉试验台上制取煤焦颗粒。以京能烟煤、哈热烟煤为样品，在惰性气氛（N2）、不同温度条件下制取煤焦颗粒。
　　利用TGA/SDTA851e型热重分析仪对气化半焦、京能900、京能1000、京能1100、哈热900五种煤焦颗粒在低温条件下进行恒温燃烧和非等温燃烧的试验研究。采用了多种数据处理方法对数据进行分析，得到了这五种煤焦在本征反应区的转捩温度、活化能、指前因子、反应级数以及着火温度、燃尽温度等燃烧特性参数。对比京能三种煤焦的燃烧动力学特性参数，发现随着热解温度的升高煤焦的燃烧反应性下降。同时，经过数据分析发现，等转化率法是一种比半衰期反应时间法更有实际意义。
　　在SHEFR试验台上对气化半焦高温阶段的燃烧反应特性进行研究。采用了美国Micromeritics公司的自动吸附仪(ASAP2020)来测量所收取的燃烧产物的孔隙结构参数和孔径分布特征。气化半焦的燃尽率在1273K时还受氧量的明显影响，而在1573K时已经不受氧量的影响。比表面积、孔容积随着燃尽率的增加明显下降，孔径在燃尽率0.55左右出现峰值，吸附等温线都为典型的Ⅱ类吸附等温线。大孔的分形维数变化很剧烈，而微孔和中孔的分形维数却几乎保持不变。

目录

煤焦颗粒的燃烧反应动力学特性研究

STUDY ON THE KINETIC REACTIVITY OF THE CHAR PARICLE OXIDATION

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 煤焦颗粒燃烧研究方法简介

1.4课题来源及主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 热态试验装置

2.1一维恒温沉降炉试验台简介

2.2 热重分析仪简介

2.3 SHEFR试验系统简介及主要部件简介

2.4 本章小结

第3章 热重分析实验研究

3.1 制取煤焦颗粒

3.2 热重分析及试验方法

3.3 恒温热重法实验结果及分析—焦炭本征反应性的测量

3.4 非等温热重法实验结果及分析--煤焦的着火特性

3.4 本章小结

第4章 一维沉降炉内煤焦燃尽特性研究

4.1 气化半焦燃烧试验

4.2 气化半焦孔隙结构分析方法

4.3 气化半焦燃尽特性与孔隙结构的变化

4.4 气化半焦孔结构分析

4.5 本章小结

结论

附录1：SHEFR实验系统的操作步骤

附录2：气路控制柜图

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢