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煤与生物质（稻秸秆）共热解反应及动力学分析摘要：本文利用综合热分析仪，对煤（褐煤、无烟煤）与稻秸秆按不同比例混合及各自单独热解反应进行了热解实验。
结果表明，生物质与煤的热解过程可简化看作是在较低温度段（400℃以下）热解以生物质为主；在高温段（600℃～850℃）热解以煤为主。
生物质对煤的热解过程有促进作用，随着生物质参混比例的上升，使煤的热解高峰区的温度向低温区移动。
但是促进程度是随着生物质的量的增加而减小的，并且对褐煤的促进作用要比对无烟煤的作用明显。
在动力学分析中，发现褐煤和生物质单独热解过程在整个热解温度范围内可用coats-Redfern法按反应级数n=1的过程来计算出热力学参数；但是两者混合后的热解过程，由于反应机理及过程发生了变化，并不能用简单的热解动力学模型来描述；最后，对无烟煤与稻秸秆（质量比例3：2）的混合物按升温速率分别为10℃/min和20℃/min的热解过程作了对比试验，总结出升温速率对热解反应的影响。
关键词：煤与生物质稻秸秆热重分析动力学参数一引言生物质是人类利用最早、最多、最直接的能源，同时也是低碳燃料和唯一可运输及储存的可再生能源，可实现CO2的零排放。
我国生物质储量丰富，因此生物质能的开放和利用有着重大意义[1]。
同时我国煤炭资源丰富，在今后很长一段时间内对煤炭的依赖性还很大。
生物质与煤混合燃烧发电和热解转化技术是高效洁净合理利用我国两大优势能源的有效途径之一，不但可降低CO2、NOX 、SOX的排放量，而且可以有效解决生物质单独使用时的焦油问题。
对于煤与生物质共热解的问题，国内外的学者作了不同结论的实验研究。
对于其协同性问题，存在两个对立的观点。
Chatphol.M[2]、Collot.A.G[3]等人，各自在实验中得到无协同作用的结论；而Nikkhah.K[4]、McGee.B[5]等人则在共热解试验中得出有协同性的结论。
阎维平[6]用生物质混合物与褐煤的共热解试验证明生物质粉末对煤的热解有一定的促进和抑制的作用，两者间有协同性存在；而李文[7]、李世光[8]等人则通过试验说明两者无明显的协同作用。
水稻秸秆与煤混合颗粒的流动特性的研究郭强，刘海峰，陈雪丽，李帅丹，郭小磊，龚新摘要在气流床气化炉内颗粒流动性是一个影响生物质与煤共利用关键因素。
本文研究水稻秸秆和煤的混合颗粒的流动特性。
结果表明：由于共混物的颗粒分离，豪斯纳比率无法表明流动能力。
两者的内摩擦角的正切和α（内摩擦角和休止角的平均值），共混物质量分数显示线性增加，二者增量几乎是相同的。
由此得出影响水稻秸秆颗粒形状两种角度的修正参数关键词：流量特性；混合颗粒；水稻秸秆；煤1 前言由于全球变暖的问题，生物质能源利用的经济适用（如秸秆，甘蔗，咖啡稻壳，木屑和稻壳）[1]。
生物质与煤共同使用，如共气化与燃烧，目前正在考虑作为减少温室气体排放的有效手段[1-3]。
近年来，各种各样的生物质与煤共利用技术，如固定床燃烧或气化，流化床燃烧或气化，煤粉燃烧和气流床气化，吸引了关注世界各地的[4]。
在中国，有丰富的秸秆和煤炭资源，与农村焚烧稻草容易造成环境污染。
因此，水稻秸秆和煤气流床气化将是一个有效的解决方案。
然而，Dai等人指出燃料制备、处理、存储、加工、送料、燃烧和气化行为，积灰和排放仍有许多问题尚未解决[4]。
显然，燃料的加工和处理的问题有在工业过程中的重要影响，特别是对煤粉系统。
同时，生物质颗粒是灵活的、有较大的纵横比和粗糙的表面，因此，本系统研究生物质与煤混合颗粒的流动特性。
粒状材料的研究有着悠久的历史。
然而，直到现在，许多这样的材料的现象，如“巴西果效应”，一直被称为20世纪30年代以来，还没有被完全理解，仍然吸引了很多研究者的关注。
Shinbrot和穆齐奥认为粒度偏析是由重物抬离床惯性引起的，允许更小的颗粒渗透到下面[5]。
burtally等人观察到自发分离的的混合物为细青铜和玻璃类似直径的球体，并认为分离机理是受到空气中的颗粒运动的影响[6]。
M bius等人报道，粒度偏析由粒子间隙影响[7]。
利用和库尔琴提出的方式确定颗粒的“temperature”[8]，其中的气体分子的随机运动定义为温度，研究了颗粒材料的统计特性。
温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【摘要】为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解.采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较.结果表明:热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能"异常"好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)005【总页数】7页(P1153-1159)【关键词】褐煤;半焦;热解;燃烧性能【作者】马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TQ530马淞江,刘晓芳,戴谨泽,等.温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能[J].煤炭学报,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004Ma Songjiang,Liu Xiaofang,Dai Jinze,et bustion performance of semi-coke from Inner Mongolia lignite under mild pyrolysisconditions[J].Journal of China Coal Society,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004我国褐煤资源丰富,已探明褐煤的保有储量高达1 300亿t,约占全国煤炭总储量的13%,主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部[1]。
第27卷第3期燃 料 化 学 学 报V ol127 N o13 1999年6 月JOURNA L OF FUE L CHE MISTRY AND TECH NO LOGY Jun1 1999煤-焦炉气共热解半焦燃烧动力学特性研究Ξ燃烧模型的建立及其表观活化能动态描述廖洪强 李保庆 孙成功(中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室 太原 030001)摘 要 采用热重分析方法(TG A)对煤-焦炉气共热解半焦燃烧动力学特性进行研究,建立了半焦燃烧动力学模型,采用新的数学处理方法,实现了表观活化能在半焦燃烧过程中的动态描述及平均表观活化能的求取。
分析结果表明,表观活化能在半焦燃烧过程中呈“两头高、中间低”的“钟”型动态分布,其变化范围为:47～95k JΠm ol,其中主要燃烧失重阶段(转化率为20%～80%)的表观活化能较低且变化幅度较小,约为47～60k JΠm ol,在燃烧转化率为40%左右出现最低活化能约47k JΠm ol。
同一半焦燃烧过程中,表观活化能与燃烧速率动态分布具有良好的对应关系,即较大燃烧速率对应着较低表观活化能,这说明表观活化能的大小直接体现了半焦燃烧反应活性的高低。
关键词 煤,焦炉气,半焦燃烧,动力学研究煤和半焦的燃烧机理及其动力学分析,目前采用较多的是TG A法,该方法能动态描述煤和半焦燃烧全过程的失重情况,从而动态描述其燃烧特征参数的变化规律。
有关用TG A 法研究煤和半焦燃烧反应性及其燃烧动力学特性的报道很多[1～4]。
Smith[5]用TG A法研究了煤燃烧动力学,指出煤燃烧可以认为是一级动力学反应过程,表示为:-d W/d t=k′W其中K=A exp(-E/RT),W为可燃物重量,作log K-1ΠT图采用分段线性回归求斜率的办法来获得半焦燃烧阶段活化能。
G umming[6]等人利用一级动力学方程,在进样量少、薄层分布和空气过剩的前提下研究了煤焦燃烧动力学特性。
非惰性气氛烘焙稻壳与煤的混燃特性研究对于富煤贫油少气的我国而言,煤炭将长期占据能源的主导地位,但其带来的环境污染问题和节能减排压力亟待缓解。
生物质能源因其碳中和性、低污染性和丰富的资源量而引起广泛关注,将农林废弃生物质与煤炭在现有的燃煤电厂中进行混燃发电是一种可同时带来环境效益和经济效益的能源利用方式。
但生物质的天然低品质特性阻碍了其混燃应用,非惰性气氛下的烘焙则是一种较低成本的生物质预处理提质方式,将非惰性烘焙生物质与煤进行混燃利用具有较好的前景。
非惰性气氛与传统惰性气氛烘焙所得生物质的燃料特性可能存在差异,其与煤的混燃特性也有待进一步研究。
本文以稻壳为主要研究对象,首先在固定床台架上探究了不同气氛（N<sub>2</sub>;CO<sub>2</sub>;模拟烟气;空气）和温度（220/260/300℃）条件下所得烘焙稻壳的质量能量产率和燃料特性,并进行烘焙条件的优选;之后在热重台架上开展了原稻壳/烘焙稻壳与煤的混燃实验,运用TGA方法和动力学分析法探究了其混燃特性,并与原稻壳和煤的混燃进行对比;程序升温速率为20℃/min,混燃煤种为一种烟煤和一种无烟煤,混燃气氛为空气气氛和富氧气氛,混合样中稻壳的质量比例为20/50/70%。
烘焙实验结果表明,220℃时不同气氛的烘焙固体产物特性差异较小,且与原样相比无显著提质作用;随着烘焙温度升高,气氛的影响差异逐渐显现。
260℃和300℃下CO<sub>2</sub>气氛烘焙稻壳的质量能量产率和燃烧特性等均与N<sub>2</sub>气氛烘焙效果最为相近;模拟烟气烘焙稻壳的质量和能量产率有所降低,但仍在75%以上,且燃烧活性无显著降低;而空气气氛烘焙稻壳在中高温时质量和能量损失最高达50%左右,着火和燃尽特性也较差。
因此,选取260℃下CO<sub>2</sub>和模拟烟气气氛烘焙稻壳与煤进行混燃实验。
生物质半焦燃烧特性实验研究
潘伟林;朴桂林;谢浩;张居兵
【期刊名称】《洁净煤技术》
【年(卷),期】2013(019)001
【摘要】为了提高生物质秸秆利用率,以小麦秸秆和玉米秸秆为研究对象,在400、450℃的炭化温度下制备了小麦秸秆和玉米秸秆半焦.采用TG-DTA热分析联用技术研究了升温速率、氧浓度对半焦反应动力特性的影响,建立了反应动力学模型,获得了不同工况下的频率因子及活化能.实验结果表明:活化能随着升温速率的变大及氧浓度的提高而略微减小；频率因子受升温速率以及燃烧氛围影响较大,氧气浓度越高则频率因子越大；升温速率越快则频率因子越大.
【总页数】5页(P83-86,96)
【作者】潘伟林;朴桂林;谢浩;张居兵
【作者单位】南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042
【正文语种】中文
【中图分类】TK6;TD98
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3.生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究 [J], 贺新福;吴红菊;杨蕾;魏建国;周安宁
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5.生物质热解半焦水蒸气气化制取富氢燃气实验研究 [J], 李博; 鄢丰; 王桂琴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
