混煤燃烧特性分析及速度预测

电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析摘要：众所周知,我国火力发电厂的主要设备锅炉是按煤种进行设计和使用的.设计的煤种决定了火力发电厂锅炉的类型、结构和制粉系统.我国幅员辽阔,产煤地多,地质构造差异大,煤种多,煤质和特性不同,电厂实际运行中不可能设计出各种煤种.为了使燃煤电厂锅炉可靠、稳定、经济、环保运行,掺烧不同煤种是目前大多数火电厂的应对策略.国内外大量的研究和实践表明,许多电厂通过使用混煤锅炉燃烧,使企业的利润得到了提高。

关键词：电厂锅炉；混煤；燃烧技术1 混煤燃烧技术概述混煤燃烧技术是在锅炉燃烧时将不同种类的煤按照不同比例和方式混合以后实现高效率发现的过程。

混煤燃烧技术的应用难点在于不同的煤炭和不同的锅炉应用的技术要点不同，应用的优势在于能够充分利用不同煤炭资源的特性提高煤炭的燃烧效果，避免资源浪费，同时还能够提高热能的释放程度，改善电厂锅炉内部结渣的问题，最终要的是能够减少污染物的排放，对于保护环境有着重要的意义。

我国是一个煤炭发电的大国，每年电厂发电产生的污染物对自然环境和人的身体健康的影响非常大。

利用混煤燃烧技术一方面能够节约煤炭资源，另一方面可以降低污染，因此对于我国的可持续发展也有着重要的意义。

因此，混煤燃烧技术不论对于发电企业还是对于保护人类赖以生存的环境，都是人类发展进步意义的体现。

2、电厂锅炉燃混煤燃烧模式简析2.1炉前掺配，炉内混烧该模式主要是在送到磨煤机之前按照一定的比例输送不同种类的原煤，之后在输送皮带上进行掺混，在此过程中还需要确保能够掺混均匀，然后再到磨煤机中进行磨粉处理，并送到炉膛中进行燃烧。

该掺烧方式要求具备非常高的管理要求，并且只有具备良好堆煤场条件的才能够有效运用。

此外在这一混煤燃烧模式之中，被送入到各个燃烧器中的煤粉成分还需要保持一致性，并需要借助于掺混单煤种类以及比例进行调整的方式，来合理地调整炉煤的各项指标。

该方法能够实现对混煤的着火特性接近于易着火煤种优点的充分利用，其在具体燃烧的过程中还能够保持足够的稳定性，但是因为混煤的自身特性，容易在具体燃烧的过程中出现煤种难以燃尽等问题，并会造成煤资源的严重浪费。

第25卷第2期电站系统工程V ol.25 No.2 2009年3月Power System Engineering 13 文章编号：1005-006X(2009)02-0013-03混煤掺混方式对其燃烧特性的影响研究*默会龙1刘亮1白晓玲2朱光明3王艳1高颖佳1（1.长沙理工大学，2.中国石油独山子石化热电厂，3.湖南省电力公司试验研究院）摘要：利用热重天平对燃烧性能相差较大的巩义金鼎煤和平煤天安煤及其混煤燃烧性能进行热重分析，对两种不同的掺混方式得到的混煤进行实验，分析了两种掺混方式下的混煤着火温度、燃尽温度，并对混煤的可燃性指数Cb、综合燃烧特性指数S、稳燃指数G 进行了对比。

结果表明：在相同升温速率、质量比的情况下，掺混磨制好的单煤粉获得混合煤粉的方式同掺混原煤后进行磨制获得混合煤粉的方式相比，其各项着火特性、燃烧特性都有改善。

关键词：掺混方式；燃烧特性；热重分析；混煤中图分类号：TK124 文献标识码：AStudy on Effect of Blended Coal Way on Blended Coal Combustion CharacteristicsMO Hui-long, LIU Liang, BAI Xiao-ling, et al.Abstract: Thermogravimetric tests of Gongyijinding and Pingmeitianan and the blended coal have been carried out. The influence of the variation of experimental curves on the ignition and combustion characteristics of the blended coal on the different blended way is discussed. Different ways of blend methods, which the one is blended the pulverized coal that obtained by grinded the single parent coals, the other is blended the two parent coals then to grinded them in order to obtain the blended coal, was described in this paper. The parameters of flammability index C b, combustion stabilized G, comprehensive discrimination index S were used to evaluate the different blended coal. The result shows that, under the same heating up rate and the same mass, the ignition characteristics and the combustion characteristics of the first method are better than the second method.Key words: blended coal way; combustion characteristics; thermogravimetric analysis; blended coal随着我国国民经济的快速发展，煤的消耗量日益增加，加上运输困难、煤矿分布不均等因素，许多电站锅炉有燃用混煤的倾向。

煤质特性对燃烧效率的影响研究煤炭是世界上最重要的能源之一，其燃烧效率直接关系到能源利用的效果和环境污染的程度。

而煤质特性对燃烧效率的影响是一个备受关注的研究领域。

煤炭的燃烧过程可以简单地分为三个阶段：干燥、热解和燃烧。

在干燥阶段，煤炭中的水分被蒸发，这个过程需要消耗热量。

煤炭中的水分含量越高，干燥阶段所需的热量就越大，从而降低了燃烧效率。

因此，水分含量是影响燃烧效率的一个重要因素。

除了水分含量，煤炭中的灰分和挥发分也会对燃烧效率产生影响。

灰分是煤炭中不可燃的无机物质，它的存在会降低煤炭的可燃性，从而影响燃烧效率。

挥发分是煤炭中可以在燃烧过程中释放出来的可燃性物质，它的含量越高，煤炭的可燃性就越好，燃烧效率也会相应提高。

此外，煤炭中的硫含量也是一个重要的影响因素。

硫是煤炭中的一种元素，其存在会导致燃烧产生二氧化硫等有害气体。

二氧化硫不仅对环境造成污染，还会对人体健康产生危害。

因此，降低煤炭中的硫含量对于提高燃烧效率和减少环境污染都具有重要意义。

除了上述因素，煤炭的粒度和煤质结构也会对燃烧效率产生影响。

粒度越小，燃烧的表面积就越大，燃烧速度也会相应增加。

而煤质结构的不同也会导致燃烧过程中的反应速率不同，从而影响燃烧效率。

为了研究煤质特性对燃烧效率的影响，科学家们进行了大量的实验研究。

他们通过对不同煤质样品的分析和测试，得出了一系列结论。

例如，煤炭中的水分含量每增加1%，燃烧效率就会降低约0.5%；煤炭中的灰分含量每增加1%，燃烧效率就会降低约1%；煤炭中的硫含量每增加1%，燃烧效率就会降低约0.2%。

这些结论为煤炭的选择和利用提供了科学依据。

在实际应用中，为了提高煤炭的燃烧效率，人们采取了一系列措施。

例如，在煤炭的生产过程中，可以通过洗选等方法降低煤炭中的水分、灰分和硫含量；在燃烧过程中，可以采用先进的燃烧技术，如流化床燃烧和煤粉燃烧等，提高燃烧效率和减少污染物排放。

总之，煤质特性对燃烧效率有着重要的影响。

电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状浅析孟嘉摘要：在现今社会发展的新形势下，伴随着社会人口数量的增加，人们对电力能源的需求量也在逐渐加大。

为保证电力供应，电力行业采取燃烧效率较高的锅炉燃煤供电的方式。

但这一发电方式所需成本相对较高，长期以往将造成电力企业巨大的经济消耗。

因此为降低锅炉煤炭燃烧发电的成本以及节约煤炭资源，国内各电力企业纷纷对煤炭供电相关事宜进行了探究，进而总结出了锅炉混煤燃烧这项技术。

而本文便是对这项技术的工作问题及特性进行了初步探析，并以此提出了相关改善建议，如下。

关键词：电厂锅炉；混煤燃烧技术；应用；现状引言自改革开放以来，我国人口数量急剧上升，各行各业对电力能源的需求量也在不断加大。

面对现今社会发展的新形势，保证供电需求，纷纷采取了锅炉燃煤供电的技术。

但如此并不是个长久之计，况且我国因为煤炭分布与生产的严重不均匀，致使我国生产的煤炭在特性上存在着较大的区别，再加上这一技术所需要的成本也相对较大。

针对这一系列问题，当下较为可靠的方法便是混煤燃烧技术的实施，这样一来不仅能够为企业节省一部分煤炭燃烧发电的成本，还能确保锅炉运行的稳定性，是目前较为有效的改善方案。

一、电厂锅炉混煤燃烧技术的概述在电力行业中，所谓的混煤燃烧技术并不是简单的将两种不同性质的煤炭混合在一起燃烧。

这一技术将两种煤混合前是要经过各项性能测试的，确保两者混合后不会产生安全隐患，其次再按照比例要求，将两种煤适量混合，最后再利用最佳的燃烧方式使其燃烧后发挥混合煤的最大燃烧优势。

针对混煤燃烧技术中煤炭的各项性能而言，混煤前可以根据煤炭这几个方面的特性进行分析。

首先要考虑的是煤炭的可磨性，在混煤燃烧技术上使用的煤炭必定是两种或两种以上，那么便可能会出现混煤中有一种煤炭不能磨成极其细致的粉末状，如果混煤中有难磨种类的煤存在，必然会对混煤后期燃烧工作造成一定的影响，是以在进行混煤前，则要求各电厂技术人员一定要考虑到这方面问题，以防难磨煤炭对混煤燃烧技术的正常运行造成阻碍。

煤粉大比例掺混不同生物质的混燃特性研究摘要：可再生能源生物质清洁低碳、易于获取、利于着火，含硫、氮量少且属于碳中性物质，但其能量密度低。

在煤粉中大比例掺混生物质（生物质/煤粉质量比大于5∶5）可有效改善煤粉着火特性，碳排放水平接近燃烧天然气，且污染物排放显著降低，进而达到节能减排目的。

目前研究主要集中在低掺混比例（小于5∶5）下生物质与煤粉的混燃特性，针对北方常见的玉米秸秆、稻杆和玉米芯等生物质与煤粉在大掺混比例下的燃烧特性，尚有待深入。

笔者利用热重分析技术分别研究了煤粉与不同生物质种类（玉米秸秆、稻杆及玉米芯）在不同掺混比例下（5∶5、6∶4、7∶3和8∶2）的混燃特性，分析生物质种类和掺混比例对混合燃料的着火温度、燃尽温度、交互反应以及燃烧特性指数等的影响，确定了不同生物质的最佳掺混比例。

结果表明：掺混比例对混合样品失重曲线的影响从大到小依次为玉米秸秆、玉米芯和稻杆。

随掺混比例增加，第1阶段最大质量变化速率逐渐增大且燃烧进程前移，第2阶段则逐渐减小，这是由于挥发分相对增加且焦炭相对减少的原因。

混合样品的着火温度和燃尽温度比纯煤粉分别下降约100和60℃。

随掺混比例的增加，玉米芯着火温度逐渐减小，玉米秸秆和稻杆则先减小后增大，且均在7∶3时达到最小；燃尽温度均呈现下降趋势，下降幅度由大到小分别为玉米芯、稻杆和玉米秸秆。

玉米秸秆和稻杆在8∶2时燃尽性能较差。

混合样品发生不同程度的交互作用，该交互作用正是生物质的促进和抑制的协同作用，使3种生物质均在5∶5时对煤粉燃烧抑制作用大；玉米秸秆和稻杆在7∶3时、玉米芯在6∶4、8∶2时促进作用大。

同时，3种生物质的燃烧特性指数远大于煤粉，随掺混比例的增大，玉米芯的燃烧特性指数变化最大并在8∶2时达到最大值，6∶4和7∶3时几乎相同；稻杆的变化最小且在7∶3时达到最大值；玉米秸秆在7∶3和8∶2时几乎相同并达到最大值。

小范围改变掺混比例时，燃烧特性指数变化不大。

高炉喷吹混合煤的燃烧特性及配比优化研究作者：王志来源：《科技创新与生产力》 2016年第6期王志（北京中寰工程项目管理有限公司，山西太原 030006）摘要：试验研究了不同配比烟煤对混合煤燃烧性能、煤焦置换比及可磨性的影响。

通过热重分析、沉降炉等试验，确定最优喷吹用煤配比，试验结果表明，添加烟煤，混合煤的燃烧性能及可磨性都得到改善，但煤焦置换比下降。

试验最终确定45%A+15%B+40%C为最佳配比。

关键词：烟煤；燃烧性；配比；高炉喷吹中图分类号：TF538.6 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2016.06.100收稿日期：２０16－02－28；修回日期：２０16－04－28作者简介：王志（1987-），男，山西朔州人，硕士，主要从事于煤焦化设计研究，E-mail：wangzhictq@。

高炉喷煤技术是目前钢铁行业降低焦比的一个重要技术手段。

自喷煤技术推广以来，高喷煤比一直是行业追求的目标[1]。

根据目前国内市场情况，焦炭和喷吹煤的每吨差价在300~400元。

而国外研究表明高炉喷煤技术最大可替代焦炭使用量的40%~50% [2]，所以若能最大限度地发挥喷煤技术的优势，将能有效地降低钢铁企业生产成本。

然而，喷吹煤的燃烧率一直是影响高喷煤比的重要因素，煤粉不完全烧燃将带来一系列的问题。

如果风口前大量喷吹煤不能完全燃烧，将会影响炉况顺行，影响高炉正常生产[3]。

目前，生产高炉喷吹煤粉主要方式是混合喷吹。

混合喷吹虽然只是多种单种煤的物理混合，但由于煤粉燃烧是个非常复杂的过程，各煤种在燃烧过程中相互作用，使得混合煤粉的燃烧性能难以预测[3]。

因此，试验主要对4种单种煤及5种混合煤的燃烧特性、可磨性及配比进行了试验，分析改变烟煤配比后对混合煤喷吹性能的影响。

1 试验方法1.1 试验仪器试验用主要仪器有：电子天平、真空干燥箱、马弗炉、沉降炉、热重分析仪、粉碎机、发热量测定仪。

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。

混煤燃烧特性及动力学分析邢相栋;张建良;任山;曹明明;焦克新【摘要】Non-isothermal combustion experiments of different additive amount of bituminous (0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%) were conducted by synthesized thermogravimetry analyzer(STA409PC) from room temperature to 900 ℃ in air. The changes of combustion characteristic parameters of pulverized coals in different atmospheres are analyzed. The results show that DTG curves of coal combustion move to low temperature zones when the amount of bituminous increases. It indicates that both ignition and burn out temperature are lower, burn out time decreases, combustion characteristic index obviously increases, and combustion performance of blending coal are improved. The iso-conversional method involving Flynn-Wall-Ozawa(FWO) methods was used for the kinetic analysis of the main combustion process. The results indicated that when the additive amount of bituminous varied from 0 to 100%, the value of activation energy which would sharply reduce if the additive amount of bituminous was under 60% increased from 133. 94 kJ/mol to 78. 03 kJ/mol by using FWO method.%采用综合热分析仪(STA409PC),系统研究了分别配加0％,20％,40％,60％,80％,100％烟煤对无烟煤煤粉燃烧特性的影响.结果表明,随着烟煤配加量的增加,燃烧DTG曲线呈现双峰状向低温区移动,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善；采用非等温模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO)对主要燃烧过程进行动力学分析,当烟煤配加量从0％～100％时,煤粉燃烧活化能从133.94 kJ/mol降低到78.03 kJ/mol,且烟煤的配加量低于60％时,能够显著降低煤粉燃烧的活化能.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】5页(P43-47)【关键词】热重法;燃烧;混煤【作者】邢相栋;张建良;任山;曹明明;焦克新【作者单位】北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京【正文语种】中文【中图分类】TQ534;O643.12煤粉燃烧是高炉喷吹节能降耗的重要措施，也是燃煤电厂锅炉的主要燃烧方式，提高煤粉燃烧效率、改善其燃烧特性和减少有害气体排放是煤粉燃烧技术领域的关键研究课题.近年来，混煤燃烧（特别是烟煤与无烟煤混合）在世界范围内得到广泛应用.混煤复配时，若煤种比例选择适当，混合均匀，则能充分发挥各煤种的优越性，弥补单一煤种自身燃烧特性存在的缺陷，给生产的安全性和经济性带来良好的影响.实际运行表明：混煤的燃烧特性与单一煤种相比发生很大的变化，这是因为混煤的反应性发生了变化.关于混煤燃烧特性的研究已有许多报道［1，2］，对于烟煤促进无烟煤的燃烧也已经普遍被接受，但对烟煤与无烟煤混合燃烧特性系统研究的内容并不多.本实验系统研究了混煤燃烧过程，主要以配加不同比例烟煤与无烟煤的混煤为研究对象，通过模式匹配的方法，初次以Flynn－Wall－Ozawa （FWO）模型为基础，采用综合热分析仪（STA409PC）研究了煤粉的燃烧特性，着重对燃烧反应的动力学参数活化能进行了研究.1.1 煤样分析实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据见表1. 由于煤粉水分（Mad）、灰分（Aad）、固定碳（FCad）和挥发分（Vad）含量具有线性加权性［3］，因此可以通过计算得到混煤煤粉煤质分析数据（见表2）.1.2 实验方法采用德国耐驰公司综合热分析仪（STA409PC）可获得试样的热重曲线（TG）和微熵热重曲线（DTG）.主要技术数据如下：热天平精度1μg；最大试样量1000mg；温度范围为室温～1400℃；实验气氛为空气和氮气；升温速率范围0.1K／min～30.0K／min；样品粒度小于80目.实验过程中以无烟煤为基准，分别配加0%，20%，40%，60%，80%，100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数.升温速率分别控制为5K ／min，10K／min，20K／min，每次称取试样质量为（10±0.2）mg，为保证测量结果的准确性，同一实验条件下，实验重复3次.2.1 燃烧特征参数分析2.1.1 燃烧特征值的确定2.1.1.1 着火温度和燃尽温度本实验采用TG－DTG法［4］确定着火温度，即在DTG曲线上过第一个峰值点作垂线交TG曲线于A点，过A点作TG曲线的切线，与TG曲线上开始失重的平行线交于C点，C点对应的温度即为着火温度Ti，而燃尽温度Tf定义为试样失重占总失重98%时对应的温度.煤样从着火温度上升到燃尽温度所用的时间为燃尽时间.2.1.1.2 综合燃烧特性指数综合燃烧特性指数S全面反映了煤的着火与燃尽特性，S越大表明煤的燃烧特性越好［4］，S定义如下：式中：（dw／dt）max为最大燃烧率，%／min；（dw／dt）mean为平均燃烧率，%／min；Ti为着火温度，℃；Tf为燃尽温度，℃.2.1.2 TG／DTG曲线分析升温速率为10K／min时，不同烟煤配加量对混煤煤粉燃烧特性影响的热失重曲线（TG）和失热重微分曲线（DTG）见图1，TG曲线表征的是样品质量随温度递减的变化曲线；DTG曲线表示样品瞬时失重速率随温度的变化曲线，其反映某一时刻样品发生失重的剧烈程度.在给定的工况条件下，煤粉的燃烧经历了几个不同的阶段，大致分为三个区域：首先是从室温到煤粉着火点Ti的干燥脱气阶段，这一阶段主要是水分的挥发和少量挥发分的析出，煤粉热重曲线的外形基本没有发生变化；第二阶段是煤粉燃烧的主要阶段，在该阶段，随着温度的升高，煤粉中固定碳和大量有机物挥发燃烧；第三阶段的温度区间是第二阶段的末端温度之后到900℃，煤粉只有少量质量损失.其中第二阶段的反应最为强烈，也是研究煤粉燃烧动力学的主要反应区域.煤粉燃烧是一个复杂的物理化学过程，本文描述的三个阶段只是粗略划分.从DTG曲线可知第二阶段的质量损失速率明显大于其他两个阶段. 表3为升温速率为10K／min时不同烟煤配加量（0%，20%，40%，60%，80%，100%）煤粉燃烧的特征参数.表3中Ti为煤粉着火点，℃；T1，T2分别为DTG曲线峰值对应的煤粉燃烧温度，℃；（dw／dt）1和（dw／dt）2分别为DTG曲线峰值对应的煤粉燃烧率，%／min；（dw／dt）max为煤粉最大燃烧率，%／min；Tmax为煤粉最大燃烧率对应的温度值，℃；Tf为煤粉燃烧终点温度，℃.随着烟煤配加量的增加，煤粉DTG曲线第一个峰值均向低温区移动.由表3可知，烟煤和无烟煤单独加热燃烧时，煤粉的DTG曲线呈现单一峰值，混合之后呈现双峰，且随着烟煤配加量的提高，前峰所指的燃烧速率逐渐变大，后峰逐渐变小，其中前峰主要体现烟煤燃烧过程，后峰体现无烟煤燃烧过程.煤粉最大燃烧率体现了煤粉中百分比占优势的煤种燃烧特点［3］，同时，混合煤粉燃烧平均反应速率随着烟煤配加量的提高而逐渐增加.故高反应性烟煤的加入能够促进煤粉挥发分的析出，从而引起最大反应速率发生改变.2.1.3 烟煤配加量对煤粉燃烧特性的影响混合煤粉的着火温度和燃尽温度随烟煤配加量的变化关系见图2.由图2可以看出，随着烟煤配加量的增加，煤粉燃烧的着火温度和燃尽温度均有下降趋势.烟煤配加量对混合煤粉综合燃烧特性指数的影响见图3.由图3可以看出，烟煤的加入能够显著改善煤粉的燃烧性能，同时可以得出，烟煤对混合煤粉综合燃烧特性指数的影响并不是线性关系，配入量超过60%之后，影响程度明显增加.2.2 动力学分析2.2.1 燃烧动力学计算非等温、非均相燃烧反应过程中，样品热解速率或转化速率dα／dt与反应速率常数κ（T）和燃烧机理函数f（α）具有线性关系，其动力学方程为：式中：α为煤粉氧化分解过程的转化率，%；T为转化率等于α时所对应的温度，K；t为转化率等于α时的升温时间，s.κ（T）通常采用Arrhenius定律描述：式中：A为前置因子；E为活化能，kJ／mol；R为普适气体常数，其值为8.314J ／（mol·K）.f（α）描述为：式中：n为反应级数.定义热解转化率α为［5］：式中：mi，mt和m∞分别代表反应开始前、反应t时刻和反应结束时样品的重量. 将式（3）和式（4）代入方程（1）中，得到方程（6）：升温速率：方程（6）变为：对式（8）进行积分并记为g（α）：式中：T0为初始温度，K.本文采用非等温转化的方法，设计了一系列不同升温速率的实验，根据非等温模型Flynn－Wall－Ozawa（FWO）计算出燃烧过程动力学参数活化能.Flynn－Wall－Ozawa（FWO）模型基于以下方程［5，6］：该方程可以根据与1／T的线性关系，计算通过不同转化率时的燃烧转化活化能Eα.2.2.2 动力学参数分析以方程（10）为基础，利用lnβ与1／T之间的线性关系可以计算出不同燃烧率条件下的反应活化能Eα.本实验采用非等温转化的方法，分别选取5K／min，10K／min和20K／min三个不同的升温速率评价反应活化能和转化率α之间的关系.在一定烟煤配加量的条件下不同升温速率对煤粉燃烧的特征参数见表4.由表4可以看出，升温速率不仅影响煤粉挥发分的析出和燃烧，同时影响煤粉的燃烧速率.图4是以FWO模型为基础绘制计算确定煤粉燃烧活化能Eα的趋势图.［7］采用FWO的方法计算了转化率α在［0.2，0.8］的活化能（见表5）.由表5可以看出，活化能Eα具有很好的线性相关系数，R2值在0.950 89～0.999 97之间，证明结果是可靠的.随着烟煤加入量的增加，活化能分别为133.94kJ／mol，122.22kJ／mol，97.52kJ／mol，85.11kJ／mol，85.04kJ／mol，78.03kJ／mol.混合煤粉燃烧活化能随着烟煤配入量的增加逐渐降低，这与混合煤粉中挥发分含量有关，混合煤粉中挥发分的含量见表2.混合煤粉挥发分含量增加，活化能逐渐降低，这主要是因为混合煤粉挥发分含量越高，相同温度条件下析出挥发分的量越多，挥发分浓度越高，挥发分分子间碰撞越剧烈，普通分子更容易转化为活化分子，煤粉氧化燃烧越容易.［8，9］烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能.1）随着烟煤配加量的增加，煤粉燃烧DTG曲线向低温区发生移动，煤粉燃烧平均反应速率逐渐增加.2）随着烟煤配加量的增加，煤粉的着火温度和燃尽温度均降低，综合燃烧指数提高，煤粉的燃烧特性得到改善，这将有利于煤粉的燃烧和燃尽.3）挥发分对燃烧特性有较大影响，煤粉挥发分含量增加，煤粉活化能逐渐降低. 4）采用FWO方法计算燃烧过程活化能，得到活化能和烟煤配加量具有一定的数学关系，烟煤配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能.【相关文献】［1］刘亮，周臻，李录平.混煤燃烧反应动力学参数的实验研究［J］.电站系统工程，2006，22（2）：7－9.［2］秦瑾，何选明，刘瑞芝等.催化剂对劣质煤燃烧性能的影响［J］.煤炭转化，2011，34（2）：13－17.［3］张建良，张曦东，陈杉杉.利用热重法研究煤粉的燃烧［J］.钢铁研究学报，2009，21（2）：6－10.［4］唐强，王丽朋，闫云飞.富氧气氛下煤粉燃烧及动力学特性的实验研究［J］.煤炭转化，2009，32（3）：55－60.［5］ Zou S P，Wu Y L，Yang M Det al.Pyrolysis Characteristics and Kinetics of the Marine Microalgae Dunaliella Tertiolecta Using Thermogravimetric Analyzer［J］.Bioresour Technol，2010，101（1）：359－365.［6］ Boonchom B，Puttawong S.Thermodynamics and Kinetics of the 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