几种金属化合物对劣质无烟煤燃烧特性的影响

INSERT YOUR LOGO锅炉燃用劣质煤的一系列影响及危害性分析通用模板Daily management of production planning, organization, etc., to protect the safety of personnel and equipment, protect the production system, and promote the smooth development of enterprise management.撰写人/风行设计审核：_________________时间：_________________单位：_________________锅炉燃用劣质煤的一系列影响及危害性分析通用模板使用说明：本安全管理文档可用在日常管理中对生产进行的计划、组织、指挥、协调和控制等活动，实现保护人员和设备在生产过程中的安全，保护生产系统的良性运行，促进企业改善管理、提高效益，保障运作的顺利开展。

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一、对输煤系统的影响1、对破碎系统的影响由于煤质变差，尤其是煤中水分大，矸石多，造成破碎机不断堵塞，设备磨碎严重，环锤等磨损很快，且破碎系统其他设备故障率也大幅增高，平均一周就要对破碎机损坏的部分环锤进行更换，更重要的是破碎效率大大降低，7月10日至7月12日，由于煤湿造成多次破碎机堵机，堵机带来的工作量巨大，破碎机等设备内部及皮带全靠人工清理，每次清理达数小时，员工精疲力竭的同时面临的是破碎效率低下，三天共计产煤五六百吨，员工不得不生产需要。

同时，为了保证锅炉用煤不受影响，通过在原煤中掺入少加班提高破碎量，满足量炉渣的方式加大破碎量，原煤发热量进一步降低，更使锅炉各设备面临超温超负荷运行，且产生了一系列影响，此部分影响已在近期几次异常情况中得到集中显现。

2、对输煤皮带的影响在发电量一定的情况下，煤质越差，燃料消耗量越大，皮带输送机运行时间延长，皮带、托辊等设备磨损加剧，检修维护量同步增加。

无烟煤燃烧过程中的污染物控制技术无烟煤是一种低硫煤，具有低灰分、低硫分、高发热量等优点，已成为我国大气污染治理的重要措施之一。

然而，无烟煤燃烧所产生的污染物依然是影响空气质量和人类健康的重要因素之一。

因此，研究无烟煤燃烧过程中的污染物控制技术，对于改善环境质量具有重要意义。

一、无烟煤燃烧过程中的污染物种类无烟煤燃烧过程中，主要产生的污染物包括二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等。

其中，二氧化硫和氮氧化物是空气污染的主要成分之一，对人体健康和环境造成极大危害。

PM2.5是指直径小于等于2.5微米的颗粒物质，也是空气污染的重要组成部分，对呼吸系统、心血管系统等多个方面产生不利影响。

二、无烟煤燃烧过程中的污染物控制技术1. 低氮燃烧技术低氮燃烧技术是指通过控制燃烧过程中的温度和氧气供给，降低氮氧化物的排放。

这种技术可以直接将煤中的氮氧化物还原为氨气，随后再通过氨气选择性催化还原技术将其转化为氮气和水蒸气，从而达到降低氮氧化物排放的目的。

此外，还可以采用分级燃烧技术，减少燃烧区域的温度和压力变化，从而降低氮氧化物的生成。

2. 石灰石烟气脱硫技术石灰石烟气脱硫技术是指在燃烧过程中加入石灰或石膏等化学剂，使二氧化硫与化合物反应，形成硫酸钙等无害物质。

这种技术可以通过控制化学剂的投加量和反应条件，有效降低二氧化硫的排放。

3. 电除尘技术电除尘技术是指通过在烟气中加入电场，利用烟气中的带电粒子与电场作用，使其聚集并沉积到集尘板上，从而去除烟气中的固体颗粒。

这种技术使用简单、操作方便、能耗低，是一种常见的污染物控制技术之一。

三、无烟煤燃烧过程中的污染物控制技术的应用进展无烟煤燃烧技术的应用已经取得了显著的成果。

截至2018年底，全国共有2.22亿户家庭采用无烟煤取暖，占比达到了75%，同时无烟煤燃烧过程中的污染物控制技术也得到了较大的应用。

例如，在“2+26”城市中，低氮燃烧技术已经得到了广泛的应用，硫酸钙脱硫设备的安装率也达到了80%以上。

催化剂对劣质煤燃烧性能的影响秦瑾;何选明;刘瑞芝;胡芝娟;王世杰;黄陈杰;李铁鲁【摘要】主要利用热分析法研究了催化剂NaClO4,MnO2和BaCO3对劣质煤燃烧性能的影响.结果表明,三种催化剂均可以提高劣质煤的挥发分释放量;各催化剂对煤粉的着火特性和燃尽指数都有不同程度的促进作用,其影响大小排序为:NaClO4>BaCO3>MnO2和BaCO3>MnO2>NaClO4;加入各催化剂后,煤粉的放热量均得到了提高.主要作用机理是:催化剂促进煤中挥发分的析出,降低煤的着火温度并且促进氧气与焦炭的充分接触,从而加速煤的燃烧过程.%The influence of the inferior coals with NaC104, MnO2, or BaCO3 on the characteristics of coal combustion was investigated by thermo-gravimetric(TG) analysis. The results indicated that the catalysts can enhance the release of volatile matters of the coals, furthermore, the ignition and burnout characteristics of the coal with catalysts are improved to some extent, on which the catalytic activity of the catalysts are in the order of NaC104 ＞BaCO3＞MnO2 and BaCO3 ＞MnO2＞NaC104 respectively. Simultaneously, the catalysts can increase the quantity of heat releasing of the coal. The function principle of the catalysts to the inferior coals is that the catalysts can promote the release of volatile matters and the contact of oxygen and coke, thus, the ignition temperature of the coal is decreased and the process of coal combustion is accelerated.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2011(034)002【总页数】5页(P13-16,35)【关键词】催化剂;劣质煤;催化燃烧;热重分析;水泥工业【作者】秦瑾;何选明;刘瑞芝;胡芝娟;王世杰;黄陈杰;李铁鲁【作者单位】武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,430081,武汉;武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,430081,武汉;天津水泥工业设计研究院有限公司,300400,天津;天津水泥工业设计研究院有限公司,300400,天津;武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,430081,武汉;武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,430081,武汉;武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,430081,武汉【正文语种】中文【中图分类】TQ534;TQ4260 引言煤炭是我国水泥工业的主要燃料,同时水泥工业也是耗煤大户,随着我国工业的快速发展,能源问题日益突出,优质原燃材料供应的日趋紧张和煤炭价格的持续上涨给水泥工业带来了成本大幅提高的问题.受外部环境的影响,水泥工业正逐渐向利用劣质燃料的方向发展.但是,劣质煤在水泥生产中的使用必然会影响到熟料煅烧、窑系统工况稳定以及能耗高低等.鉴于以上情况,许多水泥企业结合劣质煤理论研究和生产实践,提出了不同的改造工艺,但其大部分是对设备的改造和生产工艺的调整.[1,2]如何在不改变原有生产工艺的前提下,使劣质煤能够应用于实际生产,达到降低成本,提高生产效率的目的,对这一问题的思考推动了煤的催化燃烧研究.为改善劣质煤的燃烧特性,国内外研究人员对煤的催化燃烧进行了大量研究[3-6],然而这些研究主要是针对电厂锅炉及工业锅炉,并不适用于水泥生产.因此,要想使劣质煤能广泛应用于水泥工业,必须根据新型干法水泥生产对煤燃烧特性的要求寻找适宜的催化剂,达到降低煤粉的着火温度、提高放热量和改善煤粉的燃烧特性等目的.本研究在不改变水泥工业燃煤设备和煤粉细度的前提下,选用NaClO4,M nO2和BaCO3为催化剂,借助挥发分释放特性实验、热重分析和放热量分析等方法,研究它们对煤的挥发分释放特性、着火温度、燃尽特性以及放热量的影响,为劣质煤在新型干法水泥工业生产中应用提供理论依据.1 实验部分1.1 样品的采集与制备实验选取来自于水泥厂的华润南宁无烟煤、江西圣塔无烟煤、华润富川无烟煤以及贵州豪龙烟煤(编号分别为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)作为催化燃烧实验用煤,煤样制备采用国标GB474-2008,测定180目筛,筛余8%以下,干燥备用.这四种煤的工业分析、元素分析和灰成分分析见表1和表2,实验所用试剂均为分析纯(天津市科密欧化学试剂有限公司生产).表1 煤样的元素分析和工业分析(%)Table 1 U ltimate and p roximate analysisof coal samp le(%)＊By difference.Coal U ltimate analysis,daf Proximate analysis,ad C H O＊N S M A V FCⅠ 91.43 2.83 3.40 1.34 1.00 0.98 27.79 5.93 65.30Ⅱ 95.98 0.88 1.17 0.80 1.17 2.62 21.59 2.43 73.36Ⅲ 90.78 2.12 5.10 0.86 1.14 2.21 25.69 6.60 65.50Ⅳ 81.72 5.14 6.71 1.44 4.99 2.64 43.27 15.95 38.14表2 煤灰成分分析(%)Table 2 Chemical compositions of the coalashes(%)Coal SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MnO2 SO3Ⅰ 58.34 26.95 6.00 0.76 1.22 4.77 0.32 0.89 0.09 0.52Ⅱ 53.03 34.35 4.00 1.27 1.27 2.96 0 0.95 0.16 2.03Ⅲ 50.80 39.28 1.81 1.49 1.16 0.77 2.12 1.10 0.011.48Ⅳ 51.53 23.23 7.30 3.60 1.35 1.12 1.27 1.54 0.09 8.981.2 燃烧性能分析方法1.2.1 挥发分释放特性为了探讨催化剂对煤燃烧挥发分释放过程的影响,本研究进行挥发分失重分析实验,获得各煤样挥发分失重与时间的关系曲线.挥发分失重实验在950℃马弗炉中进行,样品置于带盖坩锅中,加热时间分别为2 min,4 m in,6 m in,8 m in,10 min,催化剂加入量为0.5%.1.2.2 着火温度与燃尽指数热分析实验条件如下:分析仪器为 Netzsch STA 409PC;气氛为空气,流速为O2:13 m L/m in,吹扫N2:40 mL/min;温度为室温～1 000℃;升温速率为10℃/m in;样品称重:20 mg左右.图1 着火温度(Te)的定义Fig.1 Ignition temperature(Te)definition sketch确定煤的着火温度[7]采用 TG-DTG法,具体方法见图1.首先,过DTG曲线的峰值A 点作垂线与TG曲线交于B点,过B点作 TG曲线的切线,该切线与失重开始时的平行线的交点C所对应的温度(D点)定义为着火温度 Te,该切线与失重为零时的平行线的交点E所对应的温度(F点)定义为燃尽温度 Tf.通过煤粉燃烧过程的热重分析计算出燃尽指数.[4]式中:Δt1/2——在(d w/d t)/(d w/d t)max=1/2 时所对应的时间;(d w/d t)max——最大燃烧速度,其中 w为样品质量,t为燃烧时间;tp——最大燃烧速度所对应的时间;tf——燃尽所需时间;Df——燃尽指数.1.2.3 放热量利用煤样的差式扫描量热曲线(differential scanning calo rimetry,DSC)分析得出煤样在添加催化剂前后放热量的变化,进一步说明催化剂对煤样的影响.2 结果与讨论2.1 催化剂对煤挥发分释放过程的影响三种煤添加催化剂前后挥发分失重与时间的关系曲线见图2.由图2可知煤在固定碳燃烧之前挥发分的释放情况.添加三种催化剂后,无氧状态下煤的失重量均比原煤增大,即煤的挥发分释放量增大,这说明催化剂对煤挥发分的释放有催化作用且对挥发分较低的Ⅱ煤催化作用最明显.图2 挥发分失重与时间的关系曲线Fig.2 Curvesof volatile release w ith time a——Coal Ⅰ;b——Coal Ⅱ;c——Coal Ⅲ;d——Coal Ⅳ■——Raw coal;●——M nO2;▲——BaCO3;▶——NaClO42.2 催化剂对煤的着火和燃尽特性的影响对实验中挥发分最低、最难着火的Ⅱ煤即最具代表性的劣质煤进行热分析,分别加入0.5%(以空气干燥煤基质量计)NaClO4,M nO2和BaCO3所得的 TG-DTG曲线见图3,据此得出各催化剂对煤粉的影响评价指标计算值详见表3.图3 煤粉燃烧 TG-DTG曲线Fig.3 Thermogravimetry-differential thermogravimetry(TG-DTG)curves of coal combustiona——Raw coal;b——Raw coal+0.5%NaClO4;c——Raw coal+0.5%MnO2;d——Rawcoal+0.5%BaCO3表3 各催化剂对煤粉燃烧着火和燃尽特性的影响评价指标Table 3 Influences of different catalysts on the ignition and burnout characteristic of inferio r coalNote:a——Raw coal;b——Raw coal+0.5%NaClO4;c——Rawcoal+0.5%M nO2;d——Raw coal+0.5%BaCO3;Te,Tf,Tp——The corresponding temperatures of the ignition temperature,burnout temperature and themaximum of burning rate.No. Te/℃ te/min tp/min Tp/℃ (d w/d t)max/(%·min-1) Δt1/2/min tf/min Tf/℃ D f/(×10-4)a 588.7 54.9759.39 632.4 -8.219 7.663 64.21 679.3 2.813 b 549.6 51.90 53.83 569.6 -7.863 9.396 62.76 654.9 2.477 c 577.0 54.63 58.90 620.3 -9.098 7.797 63.16 658.9 3.137 d 573.6 53.83 58.90 620.3 -9.262 7.797 63.16 662.9 3.193催化燃烧的特点是降低反应所需的活化能,使反应能在较低的温度下进行.[8]由图3可知,在热重分析系统中,催化剂降低反应的活化能表现为使煤粉的着火点降低.由表3可知,原煤的着火温度为588.7℃,各催化剂对煤粉的着火都有不同程度的促进作用,当煤粉中添加0.5%NaClO4,M nO2和BaCO3后,煤粉的着火温度都有不同程度的降低,分别为549.6℃,577.0℃和573.6℃.各催化剂对煤粉着火特性影响大小排序为:NaClO4>BaCO3>M nO2.随着大部分挥发分释放完毕,煤粉周围的氧气逐渐扩散到煤粉裂解后的焦炭表面并渗透到孔隙结构中,在一定温度作用下,氧气和焦炭表面碳与氢作用形成二氧化碳和水为主的产物并往外扩散.在这个阶段,促进氧气与焦炭的充分接触能提高煤粉的燃尽.特别是在煤粉燃烧的后期阶段,由于有机碳的消耗,体积逐渐收缩,煤粉中的灰分逐渐覆盖在外层,阻碍了氧气往焦炭内部的进一步扩散,不可避免地造成难燃尽.[8]由表3可知,原煤的燃尽指数 D f为2.813×10-4,除添加NaClO4煤粉的燃尽指数没有提高外,其余催化剂对煤粉的燃尽指数均得到了不同程度的提高,分别提高到3.137×10-4和3.193×10-4.催化剂对煤粉燃尽特性影响大小排序为:BaCO3>M nO2>NaClO4.随着催化剂的加入,煤粉的最大燃烧速率出现的时间和温度均前移,且除NaClO4外,其余催化剂催化煤样的最大燃烧速率均增大,进一步说明了催化剂对煤粉燃烧的促进作用.2.3 催化剂对煤的放热量的影响第16页图4为Ⅱ煤及其加入各催化剂的DSC曲线,由图4可以计算得出煤粉加入催化剂前后放热量的变化(见第16页表4).由表4可知,原煤的放热量为11 978 J/g,加入0.5%NaClO4,M nO2和BaCO3后,煤粉的放热量分别为12 310 J/g,13 023J/g和12 624 J/g,放热量均得到了提高,说明催化剂对煤粉放热量的提高起了促进作用.2.4 作用机理探讨图4 煤粉燃烧DSC曲线Fig.4 Differential scanning calorimetry(DSC)curves of coal combustion 1——Raw coal;2——Raw coal+0.5%NaClO4;3——Raw coal+0.5%M nO2;4——Raw coal+0.5%BaCO3表4 不同催化剂对煤粉放热量的影响(J/g)Table 4 Influencesof different catalysts on the quantity of heat releasing(J/g)Raw coal Rawcoal+0.5%NaClO4 Raw coal+0.5%M nO2 Raw coal+0.5%BaCO3 11 978 12 310 13 023 12 624从煤在水泥回转窑的燃烧过程分析,一般分为三个阶段:煤的干燥及预热,挥发分燃烧和焦炭的燃烧.碱/碱土金属盐和氧化物能促进煤中挥发分的析出,降低煤的着火温度并且促进氧气与焦炭的充分接触,提高气-固相燃烧反应速率,从而加速煤的燃烧过程.从挥发分释放特性分析和催化剂对煤的着火特性影响分析均可以得出:在添加NaClO4,M nO2和BaCO3后,煤的挥发分释放量均得到了提高,且其着火温度均得到了不同程度的降低,这为煤的燃尽奠定了基础.除NaClO4外,其余两种催化剂对煤的燃尽特性都有一定的促进作用,使煤更容易燃尽.所加入的催化剂大多是金属氧化物或其氧化后能生成氧化物,而金属氧化物对氧都有吸附能力,氧在金属氧化物表面上的吸附有多种形态,主要有:O2→→O-→O2-,温度越高越易生成后面的吸附物种.吸附氧以和O-形式存在的物种是一种很强的亲电试剂,它进攻有机物分子中电荷密度最大的区域,形成中间络合物,导致完全氧化.到了O2-已与晶格氧没有区别,可以深入到体相中,补充到O2-晶体空位中去,从而达到促进焦炭的燃烧.[9]NaClO4在400℃左右放出O2,这也是其催化煤样的着火温度得以降低的一个因素,各催化剂在高温下的氧化物状态能够更好地起到催化作用.3 结论1)催化剂对煤粉的着火特性和燃尽指数均有不同程度的促进作用,影响大小排序分别为:NaClO4>BaCO3>M nO2,BaCO3>M nO2>NaClO4.2)加入NaClO4,M nO2和BaCO3后,煤粉的放热量均得到了提高.3)催化剂促进煤中挥发分的析出,降低煤的着火温度并且促进氧气与焦炭的充分接触,从而加速煤的燃烧过程.参考文献[1] 蒋超鹏.利用高灰分无烟煤生产高强硅酸盐水泥熟料的经验[J].水泥,2008(7):25-27.[2] 张永生.劣质低挥发分煤在2 000 t/d预分解窑的应用[J].水泥技术,2007(4):42.[3] 武增华,罗绚丽,邱新平.催化剂对兖州煤泥燃烧特性的影响[J].煤炭转化,2005,28(1):52-55.[4] 谢峻林,何峰.水泥窑用无烟煤的催化燃烧[J].硅酸盐学报,1998,26(6):792-795.[5] Ma Baoguo,Li Xiangguo,Xu Li etal.Investigation on Catalyzed Combustion of High Ash Coal by ThermogravimetricAnalysis[J].Thermochem Acta,2006,445(1):19-22.[6] 公旭中,郭占成,王志.Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究[J].化工学报,2009,60(7):1707-1713.[7] 范卫东,谢广录,徐宾等.氧体积分数对碳黑燃烧特性影响的热天平研究[J].燃料化学学报,2005,33(5):550-555.[8] 马保国,徐立,李相国等.碱/碱土金属盐对高灰分煤粉燃烧的催化作用[J].煤炭科学技术,2007,35(9):69-72.[9] 许莹,胡宾生.CeO2和La2O3对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响[J].稀土,2005,26(2):56-58.。

论煤炭中元素对粉煤灰品质的影响摘要：煤炭中元素对粉煤灰品质的影响是深具重要性的研究领域。

煤炭中的灰分、硫分、挥发分和灰熔点等基本元素含量对粉煤灰的物理性质和化学成分产生显著影响。

此外，微量元素如硅、铝、铁和钙以及有害元素如氯、镁、钠和锰也在粉煤灰中起着关键作用。

煤炭燃烧过程中，元素之间的氧化还原反应、挥发特性和分布与分离机制对粉煤灰的质量和适用性具有重要影响。

本文总结了煤炭中元素对粉煤灰品质的影响，并探讨了改善和控制粉煤灰品质的方法。

关键词：煤炭元素；粉煤灰品质；影响引言粉煤灰是一种重要的工业副产品，广泛用于建筑、道路和混凝土工程。

其品质对工程质量和环境影响至关重要。

煤炭是粉煤灰的主要原料，其元素组成和含量直接影响粉煤灰的性质。

本文旨在深入探讨煤炭中不同元素对粉煤灰品质的基本影响，包括灰分、硫分、挥发分等，以及微量元素和有害元素的作用。

一、煤炭中元素的种类和含量对粉煤灰品质的基本影响1. 灰分含量及其影响煤炭的灰分含量直接影响粉煤灰的品质。

高灰分含量的煤炭通常产生更多的粉煤灰，但这也可能带来问题，因为过多的粉煤灰可能限制其在混凝土中的使用，从而影响混凝土的强度和工作性能。

此外，高灰分含量可能导致粉煤灰中的无机物质含量增加，需要更多的处理步骤，以满足混凝土生产的质量标准。

2. 硫分含量及其影响硫分含量对粉煤灰的品质和环境有着显著影响。

高硫分含量的煤炭在燃烧时会释放二氧化硫等有害气体，对环境造成负面影响，例如酸雨的形成。

此外，高硫分含量还可能影响粉煤灰的化学成分，降低其适用性，特别是在混凝土中使用时，可能导致耐久性问题。

3. 挥发分含量及其影响挥发分含量反映了煤炭中的有机物质含量。

高挥发分含量的煤炭通常在燃烧时释放更多的有机气体，对环境产生不良影响，同时也会影响粉煤灰的化学成分和物理性质。

较高的挥发分含量可能会导致粉煤灰中有机碳含量较高，可能对混凝土性能产生不利影响。

4. 灰熔点及其影响灰熔点是在高温条件下粉煤灰中的灰分开始熔化的温度。

炼焦煤灰成分对焦炭质量的影响炼焦煤是一种常用的燃料，在冶金工业中被广泛使用。

炼焦煤灰是炼焦过程中产生的副产品，主要由非燃烧煤的无机组分组成。

炼焦煤灰的成分对焦炭的质量有着重要的影响，下面将对这一影响进行详细描述。

炼焦煤灰中的无机成分与焦炭的机械强度密切相关。

炼焦煤灰中的无机成分主要是铁、硅、铝、钙、镁等金属元素的氧化物，这些氧化物熔点较高，具有较强的粘结能力。

当无机成分的含量适中时，可以增强焦炭的粘结能力，提高焦炭的机械强度。

当无机成分的含量过高时，会导致焦炭粘结过于紧密，焦炭内部的孔隙结构变得不稳定，出现裂纹和崩落现象，从而降低焦炭的机械强度。

炼焦煤灰中的无机成分还会影响焦炭的热稳定性。

炼焦煤灰中的氧化铁、氧化钙等金属氧化物在高温下可以与焦炭中的有机物发生反应，形成新的化合物。

这些化合物的熔点较低，容易熔化和粘结，从而提高焦炭的热稳定性。

这些化合物还可以填充焦炭中的孔隙，减少气体的渗透，提高焦炭的抗氧化性能。

炼焦煤灰中的无机成分还会影响焦炭的化学成分和物理性质。

炼焦煤灰中的金属元素可以通过气态、液态和固态的相互转化，与焦炭中的有机物发生反应，影响焦炭的元素含量和组成。

炼焦煤灰中的钾、钠等金属元素，在高温下与焦炭中的二氧化碳反应，生成二氧化钾、二氧化钠等氧化物，从而提高焦炭的灰分含量。

炼焦煤灰中的无机成分还可以影响焦炭的导电性、热导率和密度等物理性质。

炼焦煤灰中的无机成分对焦炭的质量有着重要的影响。

适当的无机成分含量可以提高焦炭的机械强度、热稳定性和物理性质，但是过高或过低的无机成分含量都会对焦炭的质量产生不利影响。

在炼焦过程中，需要控制炼焦煤灰的成分含量，以获得优质的焦炭产品。

第２６卷专辑Ｖ０１．２６Ｓｐｅｃ．Ｉｓｓｕｅ中国稀土学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＲＡＲＥＥＡＲＴＨＳＯＣＩＥｒＹ２００８年８月Ａｕｇ．２００８铈化合物对无烟煤催化燃烧的影响公旭中１，一，陈彦广１，一，郭占成１，铲，王志１（１．中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京１００１９０；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９；３．北京科技大学教育部循环与生态冶金重点实验室，北京１０００８３）摘要ｔ利用综合热重分析仪研究了四种铈化合物对无烟煤燃烧反应性的影响，结果表明：由于铈化合物的特殊结构，Ｃｅ４＋／Ｃｅ３＋能够降低无烟煤燃点，提高其燃烧速率，而且ｃｅ“的催化效果比Ｃｅ３＋强，四种含铈化合物对无烟煤催化燃烧的活性顺序为Ｃｅ０２＞Ｃｅ（ＯＨ）４＞Ｃｅ（Ｎ０３）３＞Ｃｅ２（Ｃ０３）３；研究Ｃｅ０２的添加量对催化燃烧的影响发现：当添加量为４％时，催化效果最好；Ｃｅ０２的粒度是影响催化燃烧的重要因素，相同添加量的情况下，随着粒度的减小，无烟煤的燃点呈下降趋势，而燃烧速率则呈现上升趋势。

随着升温速率的增加，原煤的燃点逐渐降低，催化燃烧的燃点也逐渐降低：但是催化燃烧过程中，燃点的降低幅度在逐渐增加，说明升温速率越快，Ｃｅ０２催化无烟煤燃烧的效果越好。

关键词ｌ煤；铈；催化；燃烧中图分类号：０６１４．３３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－４３４３（２００８）一０１２８－０７煤炭占中国一次能源的７０％左右，煤炭资源中有８０％以上用于直接燃烧。

煤粉燃烧是冶金、化工、能源工业过程中重要的一个环节，目前无烟煤已经成为各种燃烧设备的主要燃料。

我国又是一个无烟煤资源较少的国家，因此为了节约煤资源，加快燃烧速率，提高燃烧效率，人们提出了煤的催化燃烧。

煤中加入碱金属、碱土金属，可以使得燃点降低，燃速提高。

而且不同的催化剂对煤的燃点有不同的影响，研究结果表吲Ⅷ：催化剂中所含阳离子相同时，其活性的顺序为ＯＨ一＞Ｃ０３２－＞Ｃ１一＞Ｓ０４２一；催化剂中所含阴离子相同时，其活性顺序为Ｃｓ一＞Ｒｂ一＞Ｋ一＞Ｎａ一＞Ｂａ２一＞Ｌｉ一＞ｓｒ２一＞ｃａ２一＞Ｍ９２一＞Ｂｅ２一。

炼焦煤灰成分对焦炭质量的影响
炼焦煤是用于冶金炼铁工业的重要原料之一，其质量直接影响到铁水质量和冶炼效率。

在炼焦煤的炼焦过程中，产生了大量的炉渣和煤气，其中炉渣中含有大量的煤灰。

炉渣中
的煤灰成分对焦炭质量有着重要的影响。

首先，煤灰中的杂质会影响焦炭的燃烧性能。

煤灰中含有的一些金属元素、硅、铝等
化合物，会影响焦炭的煤气化反应和燃烧反应，导致煤气和烟气中含有较高的焦油和其他
有害物质，影响环保和工人健康。

此外，煤灰中还可能含有一定量的水分和有机物，这也
会影响焦炭的燃烧性能。

其次，煤灰中的矿物成分会影响焦炭的力学性能。

煤灰中含有的一些硅酸盐矿物如蛭石、云母等，其热膨胀系数和脆性较大，容易在焦炭冷却后形成裂纹，导致焦炭质量下降。

煤灰中的高岭石、石英等硅质矿物会增加焦炭的硬度和韧性，有益于提高焦炭的强度和耐
磨性。

还有一些煤灰中的元素如铜、锌、镍等可作为催化剂或成核剂进一步影响焦炭质量。

当这些元素的含量较高时，容易形成焦尘，降低炼焦工人的身体健康。

因此，在炼焦煤的炼焦过程中，要对煤灰进行充分的分析和处理。

一方面要减少煤灰
的产生率，提高炉料的选料和炼焦操作技术；另一方面要对煤灰进行适当的处理，如采用
催化剂、染色等方法，在保证环保和安全的前提下尽可能地提高焦炭质量。

31种元素对钢的性能的影响1.碳（C）：碳含量是钢的重要组成成分之一，对钢的强度、硬度和耐蚀性等性能有显著影响。

2.硅（Si）：硅的添加可以提高钢的抗腐蚀性能，增加热处理的稳定性。

3.锰（Mn）：锰的添加能够提高钢的强度和硬度，并增加冷加工性能。

4.磷（P）：磷的含量过高会降低钢的塑性和韧性，同时还会降低耐冲击性。

5.硫（S）：硫的含量过高会降低钢的延展性和韧性，同时还会降低冷加工性能。

6.钼（Mo）：钼的添加能够提高钢的强度和耐腐蚀性能，同时还可提高钢的耐高温性能。

7.铬（Cr）：铬的添加能够提高钢的耐腐蚀性能，形成钢的不锈性。

8.镍（Ni）：镍的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并提高钢的冷冻硬化性能。

9.钛（Ti）：钛的添加可以提高钢的强度、硬度和耐蚀性。

10.铌（Nb）：铌的添加可以提高钢的强度和韧性，并使钢具有较好的高温稳定性。

11.钒（V）：钒的添加可以提高钢的强度和硬度，并提高钢的热处理稳定性。

12.铜（Cu）：铜的添加可以提高钢的强度和导热性能，同时还能改善钢的抗腐蚀性能。

13.硼（B）：硼的添加可以提高钢的硬度，改善钢的磨削性能。

14.镉（Cd）：镉的少量添加可以改善钢的磁性。

15.锡（Sn）：锡的添加可以提高钢的铸造性能和焊接性能。

16.铝（Al）：铝的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并使钢具有较好的高温稳定性。

17.氮（N）：氮的添加可以提高钢的强度、硬度和抗腐蚀性能，同时还能提高钢的磁性。

18.硼（B）：硼的添加可以提高钢的硬度，改善钢的磨削性能。

19.镉（Cd）：镉的少量添加可以改善钢的磁性。

20.锡（Sn）：锡的添加可以提高钢的铸造性能和焊接性能。

21.铝（Al）：铝的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并使钢具有较好的高温稳定性。

22.钛（Ti）：钛的添加可以提高钢的强度、硬度和耐蚀性。

23.锌（Zn）：锌的添加可以改善钢的热处理性能，提高钢的耐腐蚀性。

24.锶（Sr）：锶的添加可以提高钢的组织致密性和耐蚀性。

煤炭化学组成及其对燃烧过程的影响煤炭作为一种重要的能源资源，其化学组成对于燃烧过程具有重要的影响。

本文将从煤炭的组成结构、煤炭的化学反应以及煤炭的燃烧过程三个方面来探讨煤炭化学组成及其对燃烧过程的影响。

首先，煤炭的组成结构是指煤中所含有的各种元素和化合物的组合。

煤炭主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成，其中碳的含量最高，通常在50%以上。

不同种类的煤炭其化学组成也会有所差异，如烟煤中的氢氧比较高，而无烟煤中的碳含量较高。

此外，煤炭中还含有一些杂质元素，如铁、铜、锌等，这些元素会对煤炭的燃烧性能产生一定的影响。

其次，煤炭的化学反应是指煤炭在燃烧过程中发生的各种化学反应。

煤炭在燃烧过程中主要经历干馏、热解和燃烧三个阶段。

干馏是指煤炭在高温下释放出挥发分的过程，其中包括气体、液体和固体三种形态的挥发分。

热解是指煤炭在高温下发生裂解反应，生成一系列的烃类化合物。

燃烧是指煤炭中的碳和氢与氧气反应，生成二氧化碳和水，释放出大量的热能。

最后，煤炭的燃烧过程是指煤炭在氧气存在下发生的氧化反应。

煤炭的燃烧过程可以分为燃烧前期、燃烧中期和燃烧后期三个阶段。

燃烧前期是指煤炭开始燃烧时，煤中的挥发分开始释放出来，产生明火。

燃烧中期是指煤炭的固定碳和挥发分同时燃烧，释放出大量的热能。

燃烧后期是指煤炭中的固定碳逐渐燃烧完毕，燃烧反应逐渐减弱。

煤炭的化学组成对于燃烧过程具有重要的影响。

首先，煤炭中的挥发分在燃烧过程中释放出来，参与到燃烧反应中，提供燃烧所需的气体和液体燃料。

挥发分的含量和组成会影响煤炭的着火性能、燃烧速率和热值等指标。

其次，煤炭中的固定碳是煤炭的主要燃料部分，其含量和结构会影响煤炭的燃烧速率和燃烧效率。

固定碳的结构越紧密，燃烧过程中释放的热能越高。

此外，煤炭中的灰分和硫分等杂质元素会影响煤炭的燃烧特性和环境污染物的生成。

总之，煤炭的化学组成对于燃烧过程具有重要的影响。

煤炭中的碳、氢、氧、氮和硫等元素以及挥发分、固定碳和杂质元素等组分都会对煤炭的燃烧性能和燃烧过程产生影响。