煤矸石与气化飞灰的热重-质谱混燃机理
林建功1
张孝禹2
惠吉成3
朱书骏2
朱建国4
1.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190;山西大同大学煤炭工程学院,山西 大同 0370092.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 1001903.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190;华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京 1022064.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100049
摘要：为了明确煤矸石与气化飞灰的混燃机理,在获得乌海煤矸石和宿迁气化飞灰理化特性的基础上,采用热重-质谱分析方法对乌海煤矸石、宿迁气化飞灰及其混合物的燃烧特性以及气体释放特性进行研究.热重分析结果表明:与宿迁气化飞灰相比,乌海煤矸石具有更好的着火特性,乌海煤矸石可提高混合燃料的着火性能,宿迁气化飞灰则可提高混合燃料的高温燃烧特性.基于Coats-Redfern(C-R)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法进行燃烧动力学特性分析,结果表明:乌海煤矸石表观活化能为 48.25～152.22 kJ/mol,燃烧反应符合Jander模型;宿迁气化飞灰表观活化能为106.34～312.79 kJ/mol,反应符合n=1/4的反应级数模型;乌海煤矸石与宿迁气化飞灰掺混的质量比为 1∶3时的表观活化能为 102.24～301.58 kJ/mol,反应符合成核生长模型.通过混合燃料质量变化速率理论值与测试值之间的偏差来探究各组分间的相互作用,结果表明:乌海煤矸石与宿迁气化飞灰混燃过程存在明显耦合作用,整体相互促进,改善了燃烧反应特性,相互促进作用随宿迁气化飞灰质量占比增加逐渐增强.综合燃烧特性与气体释放特性,乌海煤矸石与宿迁气化飞灰较佳的掺混质量比为 1∶3.含氮气体释放特性研究表明:在挥发分和固定碳燃烧阶段NH3 均有释放,NO和NO2 气体释放最高强度的峰值对应的温度与热重曲线最大反应速率对应的温度基本一致.
关键词：煤矸石气化飞灰混燃机理动力学
分类号：TK16(热能、热力工程)TQ534(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(52006233)
论文发表日期：2024-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 4634-4645 )
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