灰煤混合燃料的燃烧动力学特性研究.pdfVIP

第8卷第4期 热 科 学 与 技 术 VoL8No．4 2009年12月 ofThermalScienceand Dec．2009 Journal Technology 文章编号：1671·8097(2009)04-0331—06 DOh 灰煤混合燃料的燃烧动力学特性研究 余 斌， 方梦祥， 李社锋， 王勤辉， 骆仲泱 (浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州 310027) 摘要：利用TGA／sDTA85le型热重分析仪，对煤及不同灰煤比的混合燃料进行了热失重实验，获得了其热 Starink法三种典型的热分析方法求取了各样品的动力学参数。结果表明：随着灰煤比的升高，样品燃烧反应 平均过程的活化能增高I灰煤比由0升高到0．15时，样品的活化能、着火温度和燃烬温度变化较大；灰煤比从 0．15升高到0．45时，活化能、着火温度和燃烬温度变化较小。同时，通过对比几种分析方法的计算结果，认为 采用多重升温速率法求取活化能时要谨慎，建议采用单重升温速率法和多重升温速率法相结合来分析燃料 的热解及燃烧机理。 关键词：活化能；热天平；动力学分析；飞灰回燃；灰煤比 中图分类号：TKl6文献标识码：A 研究，但对灰配人煤后动力学参数变化的研究不 O 引 言 多。在热反应中求取样品的精确活化能是一个非 循环流化床锅炉燃烧技术已成为我国发展最 常困难的问题，一般用几种动力学求解方法先分 主流的清洁煤燃烧技术。国内大部分流化床锅炉 别求解样品活化能。再将结果互相验证补充来分 存在飞灰含碳量偏高、石灰石利用效率低两大问 析样品活化能。非定温热分析法已经取代传统的 题。飞灰回燃技术通过将尾部烟道的飞灰再送入 定温热分析法成为热分析动力方法的主流[3]。非 炉内，充分利用了飞灰中未燃尽碳粒的能量；同时 定温热分析法可分为单个扫描速率法和多重扫描 也将未反应的脱硫剂粒子带人炉内回燃，起到了 速率法两大类：单个扫描速率法是通过在同一扫 节约脱硫剂的作用；也避免了不合理处理飞灰对 描速率下，对反应测得的一条TA曲线上的数据 环境的危害，具有节能环保的价值[1]。在采用飞灰 点进行动力学分析的方法；多重扫描速率法则是 回燃技术时，根据锅炉运行的实际条件，确定合适 指用不同加热速率下所测得的多条TA曲线来进 的飞灰回燃量非常重要：回燃量过小，无法发挥飞 行动力学分析的方法，又称等转化率法，用这种方 法可以在不涉及到动力学函数的前提下，获得较 灰回燃技术的优势。回燃量过大，则会降低锅炉效 为可靠的活化能E值[“。本文将在热重实验的基 率。因此，研究不同灰煤比对混煤燃烧特性的影响 础上，采用三种动力学分析方法求取灰煤混合燃 具有重要意义。 料的动力学参数，分析灰煤比对燃烧特性的影响 顾舒嘲等将飞灰与神华煤以不同掺混比混 并对几种分析方法的计算结果进行比较。 合，利用热天平对混合样品的燃烧性能进行研究， 发现试样的着火、燃烧特性各不相同。对于灰煤混 1 热天平实验 合燃料的燃烧研究主要集中于流化床燃烧特性的 1．1 实验样品 研究，也有一些热重实验下其着火和燃烧特性的 本实验所用煤样、飞灰由中铝贵州分公司热 收稿日期：2009—05—25；修回日期：2009—10-