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煤的热重分析技术及其应用赵凤杰，刘剑(辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新123000)摘要：为了使热重分析技术在煤炭研究领域里发挥更大的作用，介绍了以TG—DTG、TG—DTA、TG—DSC法为核心的热重分析技术原理，并且利用研究实例叙述了该技术在煤的工业分析、热解特性研究、燃烧特性研究中的应用情况。
这种以实验为基础的热分析方法科学有效且能降低实验室的工作量，提高了工作效率，因此值得深入探索和应用推广。
关键词：热重分析；工业分析；热解特性；燃烧特性中图分类号：TQ531 文献标识码：A1 热重分析技术原理[1]热重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA)是在程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种技术。
用于热重法的仪器是热天平，它能连续记录质量与温度的函数关系（TG曲线），将质量对时间求导则得出微商热重曲线（Derivative Thermogravimetric，DTG)。
热重分析通常与差热分析DTA或差示扫描量热DSC结合在一起使用，在同一次测量中可同步得到热重与差热信息。
差热分析(Differential Thermal Analysis，DTA)是在程序控制温度下，试样与参比物（一种在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。
在实验过程中，可将试样与参比样之间的温差作为温度或时间的函数关系连续记录下来，温差为纵坐标，温度为横坐标的差热曲线（DTA 曲线）向上或向下的峰反映了试样放热和吸热过程，峰的形状、位置与相应的温度可用来定性的鉴定研究对象峰的面积比例于热量变化，可用来半定量或某些情况下定量的测定反应热。
差示扫描量热[2](Differential Scanning Calorimetry，DSC)，试样和参比样于同一加热炉中在相同的条件下被加热，当试样有热量变化时，示差热电偶就会接受到一个温差，然后被放大反馈到电路单元，调整输入到试样这边的内加热器的能量，以便使试样和参比样的温差为零，反应热与DSC峰下的面积成正比。
煤自燃特性的热重-红外光谱实验研究
余明高;郑艳敏;路长;贾海林
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(028)005
【摘要】煤体的结构不同决定其具有不同的氧化活性,不同结构的煤需要不同的温度条件才能够发生明显的氧化反应并释放相应的热量.通过对3种具有不同自燃倾向性的煤进行动力学研究,并结合3种煤样进行红外光谱实验,根据煤的主要特征光谱峰以及特征官能团吸收光谱强度变化,确定煤分子中的化学键和官能团对煤氧化能力的影响.认为活化能是评判煤的氧化自燃性的一个指标;羟基是影响煤氧化特性的一个重要官能团,芳氢/脂氢的比例也反应出煤自燃性的大小.研究结果为防治煤的自燃提供了理论依据.
【总页数】5页(P547-551)
【作者】余明高;郑艳敏;路长;贾海林
【作者单位】河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454003
【正文语种】中文
【中图分类】TD75
【相关文献】
1.粒度对煤自燃氧化性能影响规律的热重实验研究 [J], 冯自宇;翟小伟
2.热重实验条件下不同氧气浓度对煤自燃反应能级的实验研究 [J], 屈丽娜;刘琦
3.褐煤自燃特性热重实验及动力学分析 [J], 张斌;刘建忠;赵卫东;袁绍;王智化;周俊虎;岑可法
4.利用热重法研究不同氧浓度对煤自燃特性的影响 [J], 文虎;陆彦博;刘文永
5.基于热重-差热-红外光谱技术的烟煤自燃特性研究 [J], 张红芬;王宝夫;曹伟;易海洋;高尔新
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《基于DSC的煤自燃倾向性鉴定实验研究》篇一一、引言煤炭自燃是煤矿安全生产的重大隐患之一，对煤炭资源的有效利用和矿井安全造成严重威胁。
因此，准确鉴定煤的自燃倾向性对预防和控制煤矿火灾具有重要意义。
差示扫描量热法（DSC）作为一种热分析技术，具有快速、准确、灵敏度高的特点，在煤自燃倾向性鉴定方面具有广泛应用。
本文旨在通过DSC实验研究，深入探讨煤的自燃倾向性，为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用煤样采自不同矿区、不同煤种的煤炭，经过破碎、筛分、干燥等处理后，得到符合实验要求的煤样。
2. 实验方法本实验采用DSC技术进行煤自燃倾向性鉴定。
DSC实验原理是通过测量样品在程序控制温度下的热流差异，研究物质的热物理性质和化学反应过程。
在实验过程中，将煤样置于DSC仪器中，以一定速率升温，记录煤样的吸热或放热过程，从而分析煤样的自燃倾向性。
三、实验结果与分析1. 实验结果通过DSC实验，我们得到了不同煤样的热流差异曲线，以及相应的热力学参数，如反应热、反应焓等。
这些参数反映了煤样的自燃倾向性。
2. 结果分析（1）不同煤种的自燃倾向性差异显著。
在DSC实验中，不同煤样的热流差异曲线表现出明显的差异，说明不同煤种的自燃倾向性不同。
这可能与煤的成分、结构、含氧量等因素有关。
（2）DSC技术可以快速、准确地鉴定煤的自燃倾向性。
通过DSC实验，我们可以得到煤样的反应热、反应焓等热力学参数，这些参数可以反映煤样的自燃倾向性。
与传统的煤自燃倾向性鉴定方法相比，DSC技术具有更快的检测速度、更高的灵敏度和准确性。
（3）煤的自燃倾向性与煤矿安全密切相关。
通过对煤样的DSC实验，我们可以了解煤的自燃倾向性，从而采取有效的措施预防和控制煤矿火灾。
这对于保障煤矿安全生产、提高煤炭资源利用效率具有重要意义。
四、结论本文通过DSC实验研究，深入探讨了煤的自燃倾向性。
实验结果表明，不同煤种的自燃倾向性存在显著差异，DSC技术可以快速、准确地鉴定煤的自燃倾向性。
热重法研究煤的燃烧行为及其动力学模型
1煤的燃烧行为及其动力学模型
煤是一种重要的能源，用于家庭和工业的发电。
因此，了解煤的燃烧行为和动力学模型非常重要，以提高燃烧的有效性。
热重分析（TGA）是理解煤燃烧行为的重要方法，而TGA实验过程包括加热和冷却等多阶段温度变化。
实验过程中可以测量到煤燃料的持续气体释放以及温度对物质几何重量变化趋势的影响。
通过TGA实验，可以获得描述燃烧行为的动力学模型的参量，如爆解温度、和燃烧速率常数等。
利用这些参量，可以研究煤燃料的相关动力学机制。
此外，TGA实验还可以研究煤燃料中不同组分的组成及其特性，以及如何影响燃烧行为。
例如，不同组分的水分会影响煤燃料的燃烧速率和过程温度。
另外，人们还可以利用TGA实验测量微观煤燃料空隙的尺寸、形状及其分布，从而推断煤在燃烧过程中的气体运动规律及其影响。
通过TGA实验，可以实现对煤的有效分析，深入洞察煤的燃烧行为和动力学模型，从而更好地提高燃烧的有效性和利用效率。
不同品质煤的着火动力学参数研究今天，煤是我国能源结构中的主要来源。
从应用角度来看，不同品质的煤在经过表观活化处理后具有不同的性能，因此，详细探讨不同品质煤着火动力学参数对煤的热性能和结构性能具有重要意义。
首先，根据国内外资料，可以知道，不同品质的煤的物理性质和化学性质的差异较大，将影响其着火性能。
因此，研究多种品质煤的着火性能参数，能准确地反映其着火特性，是理解煤着火特性和消除煤火灾风险的重要研究课题。
其次，要研究不同品质煤的着火特性，首先必须针对不同的品质煤，测定其着火动力学参数。
首先，可以使用西谙热量激活实验法测定煤样品的自燃温度，以及热容量、密度和灰分等物理性质，以了解煤的物理特性；其次，使用MethCheck实验法可以定量分析煤及其煤渣样品的有机组分；最后，可以使用穿透电子显微镜和X射线能谱仪结合化学分析仪研究煤样品的结构特征。
最后，针对不同品质的煤，采用室温至高温条件下的热量激活实验，结合多种着火动力学实验，研究不同品质煤的着火特性，探讨其着火动力学参数，如易燃温度、热容、反应活性、反应速率、冒烟温度、烟气组成及比热等。
这些参数对于提高我国煤炭的利用效率，减少火灾风险具有重要意义。
综上所述，不同品质煤的着火动力学参数研究具有重要的理论和实践意义，研究该课题有助于改善我国煤炭的利用效率，提高煤炭的安全性，减少火灾的发生。
只有通过不断的实验研究，才能进一步研究多种品质煤的热性能和结构性能，使我国的煤炭质量得到提高，生产安全高效。
关于不同品质煤的着火动力学参数研究，也在不断发展。
科学家通过实验，发现不同品质煤具有不同的着火特性；通过仿真分析，可以发现煤着火过程中各种因素之间的关系；通过大量实验，可以找出影响不同品质煤着火特性的关键参数，并设计出更安全、高效的煤炭利用方式。
另外，多年来，我国煤炭工业安全稳定发展，充分利用煤炭资源，稳步推进煤炭结构性改革，为可持续利用煤炭提供了强有力的保障。
以上就是本文关于“不同品质煤的着火动力学参数研究”的研究内容。
实验一燃烧特性的热重分析实验目的1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作；2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。
实验内容及要求1．熟悉热重分析工作原理；2．学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析燃烧特性。
三、实验步骤1．试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。
检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。
2 . 开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22C）;（2）接通气体（氮气流量：30ml/min ；空气流量：100ml/min ）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度和气流稳定后，打开TGA 主机; （4）打开计算机进入Windows NT ，双击“ STAR e” 图标打开STAR e软件。
3. 根据软件建立试验方法，设置升温速率10C ~30C/min、最大温度900C,完毕后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。
4．根据随机软件进行数据处理。
5. 关闭系统：（1）须在TGA主机的炉温低于300C后关闭恒温水浴槽；（2）关闭TGA 主机;（3）关闭气体;（4）关闭计算机。
四、实验报告1 ．热重燃烧特性指标的含义和求解方法；2 ．热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义；3．求解煤/ 生物质燃烧特性参数；4 ．结合所得数据分析燃烧特性。
瑞士 Mettler-Toledo 公司的TGA/SDTA851 e 热分析系统图1、图2为热分析系统原理图。
该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天 平和高温恒温浴槽。
具体参数如下：型号：TGA/SDTA851 e ；温度范围：室温~1600°C ;大测试 炉：直径12mm ,容积900卩；温度准确度：±).25C ；温度重复性：±).15C ；线 性升温速率：0.01~100C /min ; SDTA 分辨率：0.005C 。
图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用 平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化(如热胀冷缩效应)的 影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内( 22.0 ±.1C)，不受环境 因素的影响。
文章编号:100428774(2004)02223204第一作者:苏桂秋(1967-),女,吉林人,南京理工大学工业化学专业本科毕业,现主要从事能源动力工程、环保与环境监测方面的研究。
煤热解燃烧气体产物的热重—红外联用分析收稿日期:2003207203苏桂秋1,崔畅林1,卢洪波2(1.东北电力学院动力系,吉林132012;2.上海理工大学热工程研究所,上海200093) 摘 要:利用热重分析仪对煤的热解过程进行实验研究,并使热解后煤中的固定碳在模拟空气状态下充分燃烧。
同时利用联机的傅立叶变换红外光谱仪对气体产物(烟气)进行实时红外光谱跟踪分析,研究煤在热解燃烧过程中烟气的排放规律以及升温速率、试样用量对烟气红外光谱的影响。
关键词:傅立叶变换红外光谱;热重分析;热解;烟气;升温速率中图分类号:TQ53316 文献标识码:AAnalysis of the Smoke of Pyrolysis and Combustion of Coal B ased on TG -FTIR MethodSU Gui 2qiu 1,CU I Chang 2lin 1,L U Hong 2bo 2(1.Department of Thermal P ower Engineering ,N ortheast China Institute of E lectric P ower Engineering ,Jilin 132012China ;2.Institute of Thermal Engineering ,University of Shanghai for Science and Technology ,Shanghai 200093,China )Abstract :The coal pyrolysis process is studied with the Thermogravimetric Analyzer ,and Fixed Carbon in coal is burned in the simulated air state .At the same time ,the smoke products are analyzed by the interconnected FTIR in real time .S o the smoke release law in process of Pyrolysis and Combustion of Coal ,the effects of heating -rate and sample quantity in the TG on FTIR are found.K ey w ords :FTIR;TG Analysis;Pyrolysis;Smoke ;H eating 2rate1 引言煤是我国电站锅炉、工业锅炉的主要燃料,煤在热解、燃烧过程中产生的CO 2、CO 、SO 2等混合气体的排放对大气造成的污染十分严重。
