助燃添加剂对水泥工业劣质煤燃烧性能的影响及机理研究

摘要

随着水泥工业优质烟煤的日益短缺和煤炭价格的日益上涨,使用劣质煤已经成为趋势,而助燃添加剂被认为是实现劣质煤高效洁净利用的有效途径,所以开展水泥工业劣质煤助燃添加剂的研究具有重要的意义。
　　 本文以7种典型水泥工业劣质煤为研究对象,进行了7种添加剂,3种添加方式的煤催化燃烧实验研究。以快速燃烧法、热重分析、动力学分析、X-射线衍射分析和电子扫描显微镜分析为研究手段,以燃尽度、挥发分释放特性、着火温度、燃尽温度和燃尽指数等作为评价指标来判断添加剂的催化效果。
　　 研究表明:煤种、添加剂种类、添加剂的添加量以及添加方式均对添加剂催化性能有着重要的影响。挥发分含量越高,煤的燃尽度越高;0.5％为本文添加剂的最佳添加量:添加方式作用效果顺序为:浸泡＞喷洒＞干混。分别添加0.5％的CSA-01,CSA-02,BaCO3和ZnO后,催化煤样的着火温度和燃尽温度均有所降低。除添加CSA-01煤粉的燃尽指数没有提高外,其余催化煤样的燃尽指数均有不同程度的提高。采用微分方程法进行动力学参数的计算表明,催化煤样的表观活化能均有不同程度的降低。煤燃烧最概然机理函数为:f(α)=(1-α)2。添加剂的加入降低了煤的氧化反应活化能,从而降低了煤的着火温度,提高了煤的燃尽度,减少了煤燃烧残炭量,最终达到节煤的目的。以上研究为水泥工业燃煤添加剂工业应用提供了理论依据。