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准东煤粉燃烧特性研究摘要：由于准东煤中含有大量的碱金属，使其灰烬的熔化温度较低，在燃烧时极易产生污垢和焦炭，在恒温热重仪上对准东煤燃烧特性进行了研究，并探讨了温度和煤种比例对其燃烧特性的影响。
试验结果显示：在单煤的燃烧过程中，不同的煤种燃尽时间和燃烧速率存在着明显的差异，其中路茂通坎乡、永华金泰两个煤种之间的差别最大，路茂通坎乡的煤种更容易发生火灾，快速燃烧，快速燃尽；随着温度的上升，单煤的燃烧失重曲线向左偏移，且燃尽时间变短，燃烧速率上升，结果显示，温度的上升会加快煤粉的燃烧速度，并且在1000℃之后，增加温度对焦炭燃尽的促进效果更为明显；在混合燃烧时，加入高挥发性的煤，能够有效地提高煤粉在燃烧初期的着火特性，而高固定碳煤的掺烧会延长燃尽时间，因此会降低燃尽率；在准东煤中掺入混合煤，可以使其灰熔点升高，并对其熔化性能进行了明显的改善，这样就能减少或避免在煤的来源上，炉内受热表面的污染和结渣，保证锅炉安全、经济的运转。
关键词：准东煤；燃烧；特性分析引言准东煤田是中国已知最大全煤储量最大的一块。
准东梅粉在燃烧过程中具有燃点低以及燃烧率高等特点，与此同时还不会产生较高的污染排放物。
属于我国硫分低的煤种，具有高挥发性、低灰分和高热值，是一种很好的发电用煤。
但同时，准东煤灰的熔化温度很低，煤中的碱金属如钙、钠、钾的含量也很高，特别是Na2O的含量，大多都超过了5%，远远超出了当前我国典型烟煤乃至褐煤的含钠水平，在燃烧时易引起碱金属污染，结焦等问题。
1实验部分1.1样品实验选用准东煤田开采的文新佳业（WX）以及永华金泰（YH）等多个煤种。
通过对煤样进行研磨和过筛，筛选出100-120目的煤粉作为试验材料。
1.2实验系统及过程所述主要装置包括：用于提供精确恒温环境的智能化温度控制管式炉，其恒温区在管式炉的炉膛中部，长度为200毫米，最低温度为8000℃，最高温度为1700℃, 在对温度进行控制时，控制范围为5℃左右；采用烟气分析仪、微机等构成了数据采集与分析系统；耐高温支架，钢制船体，钢制轨道等。
不同燃煤方式对煤粉燃烧器燃烧特性的影响研究燃煤是目前世界上最主要的能源之一，但由于其高碳排放和环境污染问题，研究如何提高燃煤过程的燃烧效率和减少污染物排放已成为重要的课题之一。
煤粉燃烧器作为煤粉燃烧的核心设备，其燃烧特性对整个燃煤系统的性能具有重要影响。
煤粉燃烧器是一种利用煤粉在空气中进行燃烧的设备，通过将煤粉与空气充分混合后喷入燃烧器中，实现煤粉的燃烧。
在不同燃煤方式下，煤粉燃烧器的燃烧特性会发生变化，进而影响燃烧效率和污染物排放。
首先，研究发现燃煤方式对煤粉燃烧器的燃烧稳定性有着显著影响。
在一般燃煤燃烧方式下，燃烧过程中煤粉容易发生堆积和堵塞，导致燃烧不稳定。
而在高温燃烧方式下，燃煤时煤粉与空气的混合更加充分，燃烧过程更为稳定。
因此，选择适当的燃煤方式，可以提高煤粉燃烧器的燃烧稳定性。
其次，燃煤方式对火焰形态和温度分布也有着重要影响。
在一般燃煤燃烧方式下，火焰形态较为不规则，温度分布不均匀，导致燃烧效率低下。
而在高温燃烧方式下，火焰形态更为均匀，温度分布更加稳定，有利于提高燃烧效率。
因此，选择适当的燃煤方式，可以改善火焰形态和温度分布，提高燃烧效率。
此外，燃煤方式对煤粉燃烧器的污染物排放也有影响。
在一般燃煤燃烧方式下，由于燃烧不充分，会产生大量的一氧化碳、氮氧化物等有害气体。
而在高温燃烧方式下，由于燃烧效率高，污染物排放量较低。
因此，选择适当的燃煤方式，可以减少污染物的排放。
除了燃煤方式，煤粉燃烧器设计参数的选择也对燃烧特性有着重要影响。
燃煤方式与燃烧器的燃烧稳定性、火焰形态、燃烧温度和污染物排放之间存在着复杂的相互关系。
燃料性质、煤粉粒度、风速等参数的选择，会直接影响到燃烧器的工作状态和燃烧特性。
综上所述，不同燃煤方式对煤粉燃烧器的燃烧特性具有重要的影响。
选择适当的燃煤方式，可以提高燃烧效率，减少污染物排放。
同时，合理选择燃烧器设计参数，可以进一步优化燃烧特性，提高煤粉燃烧器的性能。
针对不同的实际应用情况，需要综合考虑各种因素，并进行相应的优化和改进。
石油焦进一步代替部分煤炭的可行性探讨-基于SWOT模型分析摘要：全球能源需求不断增长，能源冲突频发，传统煤炭等资源的储量已经逐渐减少。
而石油焦作为石油加工过程中的常见副产品，具有热值高、灰分含量低等特点，使其可代替部分煤炭资源作为补充燃料。
本论文旨在探讨石油焦进一步代替部分煤炭资源在石油炼化行业的可行性，并从燃烧特性、资源获取、环境保护等方面，结合SWOT模型进行分析。
关键词：能源；石油焦；煤炭；CFB锅炉；SWOT模型一、石油焦以及其燃烧特性与煤炭的对比石油焦是石油炼化企业在原油提炼加工过程中的副产品，以原油常减压蒸馏后的渣油为主要原料，经延迟焦化工艺后得到的富含碳的固体残余物（含碳量90%-95%），约占原油加工量的3%，其余成分为氢、氧、氮、硫和微量金属元素（矾、铁、钙等）。
石油焦可按照硫含量进行划分，硫份低于3%为低硫焦，硫份高于3%为高硫焦。
也可按照形态进行划分，多孔、结构疏松为海绵焦，少孔、表面坚硬为弹丸焦。
还可根据最终用途划分为碳素焦和燃料焦，碳素焦一般用作铝用阳极的原料，燃料焦则作为燃料使用。
石油焦的热值通常在7000-8500大卡之间，其热值高于煤炭。
石油焦的燃烧特性介于烟煤和无烟煤之间，且接近烟煤，有较好的燃烧特性，即较低的着火温度、较大的反应速率和较集中的放热峰，但其固定碳含量也更高，灰分更低，所以放热更多。
【1】从形态来看，石油焦颗粒与煤炭相比具有多空隙、易破碎的特点，且通过水利切焦或密闭除焦的工艺处理的石油焦，粉状焦占比高，容易产生不完全燃烧的问题。
二、煤炭与石油焦资源情况对比根据国家统计局数据显示，2022年全国原煤产量约45.6亿吨，同比数量增长10.5%。
进口煤炭约2.9亿吨，同比数量下降9.2%，总量共计48.5亿吨。
2022年全国石油焦总产量约2793万吨，进口量1484万吨，总量共计4277万吨。
石油焦应用领域主要是铝用阳极（电解铝行业）、金属硅行业、水泥厂和电厂的燃料等。
不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响分析煤炭是世界上最重要的能源之一，其广泛应用于发电、制造和加工等领域。
煤粉燃烧器作为煤炭利用的关键设备，直接影响着煤炭的燃烧效率和环境污染排放。
不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响是一个重要的研究领域。
本文将从煤质的碳含量、挥发分和灰分等方面来分析不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响。
首先，煤质的碳含量是影响煤粉燃烧器性能的重要因素之一。
煤质的碳含量越高，煤炭的能量密度和燃烧热值就越高。
碳含量高的煤炭燃烧时产生的热量大，燃烧效率高，能够提供更多的热能。
因此，在使用高碳含量的煤质时，煤粉燃烧器的燃烧效率会明显提高，燃烧过程更加充分，产生的废气排放更少。
反之，低碳含量的煤炭燃烧时产生的热量较低，燃烧效率相对较低，且燃烧过程中可能会产生大量的烟尘和废气。
因此，在选择煤质时，要考虑煤炭的碳含量，选择高碳含量的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和环境友好性。
其次，煤质的挥发分对煤粉燃烧器性能也有重要影响。
煤炭的挥发分是指在燃烧过程中容易挥发出去的部分，包括水分、揮发性有机物和气体。
挥发分高的煤质燃烧时产生的热量也相对较高，煤粉燃烧器能够充分利用这部分能量进行工作。
此外，挥发分高的煤质在燃烧过程中会产生较多的火焰和较高的火焰温度，从而提高了煤粉燃烧器的燃烧效率。
而挥发分低的煤炭燃烧时产生的热量较低，燃烧过程相对较不稳定，可能会产生火焰不稳定、爆燃等问题。
因此，在选择煤质时，要综合考虑煤炭的挥发分，选择挥发分适中的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和稳定性。
最后，煤质的灰分也会对煤粉燃烧器的性能产生影响。
煤炭的灰分是指在燃烧过程中无法完全燃烧的无机物质，包括矿物质和残余的无机杂质。
灰分高的煤质在燃烧过程中会产生较多的灰渣，容易堵塞燃烧器的通道和降低燃烧效率。
同时，灰分还会降低煤质的燃烧热值，对环境产生不利影响。
因此，在选择煤质时，要考虑煤炭的灰分含量，选择灰分较低的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和减少灰渣的产生。
第29卷 第2期2006年4月煤炭转化COAL CONV ER S I ONV o l .29 N o.2A p r .2006 3国家“十五”攻关项目(200113A 401A 03)和国家重点基础研究发展规划项目(G 2000026309).1)硕士生;2)副教授,清华大学热能工程系,100084北京收稿日期:2005211225;修回日期:2005212225不同升温速率下石油焦燃烧特性的热重分析3周 军1) 张 海2) 吕俊复2) 摘 要 利用热天平(T GA )对石油焦的燃烧特性进行研究,根据不同升温速率下石油焦燃烧特性曲线,分析了石油焦在不同升温速率下的燃烧特性,计算出石油焦燃烧反应动力学参数,为该石油焦的燃烧提供了较为可靠的基础数据.由于石油热值高,尽管其着火较难,但一旦着火燃烧剧烈,燃烧过程处在动力区的时间很短.实验表明,石油焦的化学动力控制区在900K 以下.在T GA 上测量石油焦的化学动力学参数时,推荐采用较低的升温速率以延长在动力区的燃烧时间.关键词 石油焦,升温速率,化学动力学,燃烧特性,热重分析中图分类号 TQ 51,T K 160 引 言石油焦是石油焦化加工工艺中的主要副产品,其灰分一般不超过1%,高热值大于30M J kg ,可燃基挥发分在13%左右.石油焦可用作炼焦、做电极炭棒的原料,但这部分用量有限.随着我国石油焦化工业的发展,石油焦的产量大量增加.石油焦作为一种极低灰分、高热值和低挥发分燃料,其价格相对煤炭而言较低廉,有些石油焦还被作为废料进行堆放,因此,将石油焦作为煤炭的一种替代或补充燃料用于发电生产是石油焦利用的重要途径.[123]石油焦的着火温度、可燃性指数和燃烧反应动力学参数等基础数据是石油焦锅炉的设计和运行的重要理论依据,而热重天平(T GA )是测定这些参数最方便和规范的方法.[325]1 实验部分实验所选用的石油焦的元素分析和工业分析见表1.从表1可以看出,这种石油焦发热量高,含碳量高,同时灰分极少,挥发分含量也较低,氮元素含量较高.实验装置是德国N ET ZSCH 公司生产的STA 409C 3 F 型常压高温热天平;实验采用的样品粒度小于012mm ,样品量约20m g ;实验采用的升温速率分别为5K m in ,10K m in ,15K m in ,20K m in 和25K m in ,反应空气流量160mL m in .表1 实验用石油焦分析(%)T able 1 P roxi m ate and ulti m ate analysis ofthe test petro leum coke (%)C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ad V daf 91.84.040.832.830.50.410.4912.5 N o te :H eating value Q ar,net,p is 32.39M J kg .2 结果与讨论2.1 失重曲线和燃烧速率曲线石油焦在不同升温速率下的失重曲线(T G 曲线)和燃烧速率曲线(D T G 曲线)分别见图1和第40页图2.从这些曲线可以分析得出多种燃烧特性图1 石油焦在不同升温速率下的失重曲线F ig .1 Com busti on w eigh t lo ss of petro leumcoke at different heating rates参数,如燃烧产物析出温度T 0,着火温度T i ,最大燃烧速率(d Α d Σ)m ax 以及对应的峰值温度T m ax ,燃尽温度T h 等.由图1和图2可知,随着升温速率的增大,图2 石油焦在不同升温速率下的燃烧速率曲线F ig.2 Spatial variati on of the burning rate ofpetro leum coke at different heating rates燃烧反应从低温段向高温段移动.在5K m in的升温速率下,反应从620K开始失重,到900K燃尽,燃烧时间约56m in;而在25K m in的升温速率下,反应从635K开始失重,到1450K燃尽,燃烧时间只有约32m in.因此,在升温速率增大的时候,反应会向高温段移动,燃烧速率加快,燃烧时间缩短,燃烧变得更容易.而在800K以下的低温段,燃烧速率曲线近似重叠,可见热天平中石油焦在低温段的燃烧速率对升温速率的变化不敏感.热分析技术经过多年的发展日趋成熟,其数据处理也相当规范.将在不同工况下的T GA实验结果进行热分析,可以得到一系列表征热分析的特性参数,例如着火温度、可燃性指数、燃烧特性指数以及燃烧反应动力学参数等.2.2 着火温度T GA中的着火温度有着不同的定义方法,常用的方法有[426]:1)温度曲线突变法,即认为在着火燃烧时由于燃烧迅速放热,会引起T G温度曲线上出现突变点,将该点定义为着火温度.有时候温度变化不明显,可以用d T dΣ发生突变的点来定义;2) D T G曲线突变点,也就是开始失重点定义为着火温度.而该点往往实际并没有发生着火,只是开始缓慢氧化反应;3)D TA曲线法,将D TA=0的点定义为着火温度;4)T G曲线分界法,将燃烧和热解的T G 曲线的分界点定义为着火温度;5)T G2D T G联合定义法,即在D T G曲线上,过峰值点A作垂线与T G曲线交于一点B,过B点作T G曲线的切线,该切线与失重开始时平行线的交点C所对应的温度T i定义为着火温度(见图3).本文采用T G2D T G联合定义法求得石油焦在不同升温速率下的着火温度(见图4).从图4可以看出,随着升温速率的增大,石油焦图3 着火温度定义图F ig.3 D efiniti on of igniti on temperature图4 着火温度随升温速率的变化F ig.4 Influence of heating rate onigniti on temperature着火温度增大,5K m in下的着火温度为730K,而25K m in下的着火温度为765K.而这两个升温速率下开始失重的温度分别为620K和635K.沈伯雄等[3]在研究某些石油焦着火温度的时候将开始失重的温度定义为着火温度,并认为升温速率对着火没有影响,在此如果也以开始失重温度为着火温度, 15K的温差也是可以忽略的.但是根据T G2D T G 联合定义法,25K m in下的着火温度比5K m in高出约35K,着火温度随着升温速率的增大而变大的趋势是比较明显的.原因可能是,一方面随着升温速率的增大,燃烧反应向高温区移动,着火温度也随之升高;另一方面,在T GA的实验条件下,总的升温速率不高,挥发分析出得较为缓慢,外界对流扩散较为强烈,因此,着火温度主要由残留在样品中的可燃物质决定.这样,随着升温速率的增大,石油焦固体挥发分析出量增多,残留在样品中的可燃物减少,导致着火温度升高.值得注意的是,这一现象对于升温速率很高的沉降炉和实际锅炉并不一致,因为这时挥发分的析出速率很快,颗粒的着火可能是残留在样品中的可燃物质和挥发分共同作用的结果,甚至在很大程度上决定于析出而来不及扩散的挥发分.胡文斌等[7]利用热重分析研究不同煤种着火特性时发现,不同煤种的着火温度和其挥发分含量基本成线性关系(见第41页图5).本文得到石油焦着04 煤 炭 转 化 2006年火温度也符合其变化趋势,因此,石油焦的着火温度同样取决于其挥发分含量.图5 着火温度和挥发分含量的关系F ig .5 Influence of vo latile content onigniti on temperature2.3 可燃性指数燃烧反应的初期主要是化学动力学控制,燃烧速率主要随着温度的变化,若定义k =-d Αd Σ(1)式中:k 为燃烧速率常数,s -1;Α为石油焦中可燃物的转化率. 对于A rrhen iu s 方程,有d k d T =E R 1T 2 A exp (-E R T )=k E R 1T2(2)将着火温度T i 代入上式,并进行推导整理可得:R E d kd T T =T i K m ax K i =K m ax T 2i (3)式中:K m ax 为燃烧反应的最大速度值;K i 为着火温度时的燃烧速度;d kd T T =T i为温度T i 时燃烧曲线的斜率.从式(3)来看,d kd T T =T i K m ax K i在某种意义上代表燃烧曲线从K i 到K m ax 这一段变化趋势,亦即着火以后的反应能力.所以,K m axT 2i可以被认为是一个放大了的反应性能指数,它主要反应石油焦在燃烧前期的反应能力,称为可燃性指数K r .可燃性指数越大,说明可燃性越好.实验得到的可燃性指数值见表2.从表2可以看出,随着升温速率的增大,石油焦的可燃性指数增大,前期的反应能力增大.在以往的研究中,常用燃烧特性指数S 来全面评价燃料的燃烧情况[8],其定义为:S =d w d Σm ax d wd Σm eanT 2i T h(4)式中:T i 为着火温度,K;T h 为燃尽温度,K;d w d Σm ax为最大燃烧速度,% m in;d wd Σm ean为平均燃烧速度,% m in;S 的单位为%2(m in 2 K 3).表2 石油焦在不同升温速率下的可燃性指数T able 2 Com bustible index K r at different heating ratesH eating rate(K ・m in -1)(d w d Σ)m ax (%・m in -1)T i KK r (%・m in -1・K -2)×10-653.487306.53104.257497.57154.317547.58204.557567.97254.747658.09 燃烧特性指数S 可以反映燃料着火和燃尽的综合特性指标,S 值越大,表明燃料的燃烧特性越好.实验所得不同升温速率下的燃烧特性指数见表3.表3 石油焦在不同升温速率下的燃烧特性指数T able 3 Burnt 2out index S at different heating ratesHeating rate (K ・m in -1)(d wd Σ)m ax (%・m in -1)(d w d Σ)m ean (%・m in -1)T i K T h KS (%2・m in -2・K -3)×10-853.482.657308971.93104.253.0674910412.23154.313.2175411802.06204.553.3475613222.01254.743.4376514531.91 沈伯雄等[3]对广州石油焦在10K m in ,20K m in和30K m in 的升温速率下进行燃烧,结果发现,随着升温速率的增大,最大燃烧速率减小,平均燃烧速率减小,这些都和本实验结果相反.根据定义,S 是表征着火和燃尽综合指标的参数,由表3可知,随着升温速率的增大,最大燃烧速率、平均燃烧速率、着火温度和燃尽温度都是增大的,其中燃烧速率的增大说明了升温速率的升高是有助于燃烧的;而在升温速率升高的情况下,着火温度和燃尽温度虽然升高,但是达到着火温度的时间和燃尽时间是大大缩短的,这同样对着火和燃尽是有利的.可以想像,当升温速率升高到足够大,如在锅炉实际炉膛中,石油焦一旦被投入炉膛,会被迅速加热到较高的着火温度,然后迅速着火至燃烧完全,这种情况下,燃烧速率会高几个数量级,从而S 值也会变得很大;而当升温速率无限小的时候,燃烧趋于缓慢氧化,燃烧速率会很小,S 的值也会很小.而表3中的S 值并不是随着升温速率增大单调变化的,本文认为燃烧特性指数不适合用来表征T GA 中不同升温速率下的着火和燃尽特性,因为它不包含燃烧时间这个重要影响因子项.而S 来表征不同煤种在同一燃烧条件下的燃烧特性可能是会很合适的.14第2期 周 军等 不同升温速率下石油焦燃烧特性的热重分析 2.4 燃烧化学反应动力学石油焦燃烧反应动力学参数是研究石油焦燃烧特性的不可缺少的基础数据.石油焦燃烧属于气固异相反应,反应温度从低到高可划分为三个区域:动力学控制区、动力2扩散联合控制区和扩散控制区.其中,扩散控制包括有颗粒孔隙间的内扩散控制、颗粒与颗粒间及颗粒与外界气流间的外扩散控制.研究表明,在扩散控制存在的区域所求的表观活化能都不是本征活化能,只有在动力学控制区时,求得的表观活化能才更接近本征活化能值.因此,利用热天平来测定的所有固体燃料的本征化学动力学参数时,都必须将获取这些参数的温度范围控制在化学动力区内,消除外界的对流扩散、加温速率、样品量多少和颗粒间甚至颗粒内孔隙扩散的影响.对于石油焦而言,这一温度区间的范围更加严格,这一点在下面的讨论中将更加详细地说明.由图2可以看出,随着升温速率的升高,石油焦的燃烧反应逐渐向高温段移动,在较高的升温速率下,燃烧速率曲线的峰向后延迟,说明在高升温速率下的高温反应段,燃烧反应不再处于动力学控制区.石油焦这种动力控制区较小的特征可能在很大程度上归结于石油焦本身的孔隙结构.研究表明,石油焦燃烧过程中形成的孔主要由微孔组成,燃烧反应是在空间网格结构的内、外部同时发生.[9]因此,选取5K m in下的实验数据计算石油焦燃烧反应的动力学参数.石油焦在热天平中的燃烧过程可以描述为:dΑdΣ=k(1-Α)n(5)k=A exp -ER T(6)式中:A为频率因子,s-1;E为活化能,J m o l;n为反应级数;R为气体常数,为81314J (K・m o l).频率因子A,活化能E和反应级数n这三个量是要求解的动力学参数.求解燃烧反应动力学方法可以分为微分法和积分法两大类.微分法直接从D T G曲线上读取dΑ dΣ的值,可能引入较大的误差,因此更多采用积分法进行计算.首先确定反应级数n,采用Doyle积分近似法[10],尝试用不同的n值进行线性拟合,结果发现, n=017时线性相关系数最高,因此,石油焦燃烧反应级数取为017.将反应级数017代入动力学方程,得:ln dΑdΣ1(1-Α)017=ln A-ER1T=ln k(7) 根据实验数据,可以求得一组不同温度下的k值,利用ln k与1 T之间的线性关系进行直线拟合,直线斜率为-E R,截距为ln A,则可求得E和A的值(见图6).图6 5K m in下的拟合曲线F ig.6 Emp irical co rrelati on at5K m in由图6可以看出,拟合直线线性度很好,为019876,拟合得到表观活化能E=82kJ m o l,频率因子A=1185×102s-1.为了验证求解得到的动力学参数,将动力学参数值代入动力学方程,得到:dΑdΣ=185exp[-82000R(T0+ΒΣ)] (1-Α)017(8) 以实验结果中初始失重点为初始条件,求解微分方程可以得到一条失重模拟曲线,将模拟曲线与实验点对比,通过它们的符合程度判断计算得到的动力学参数的正确性(见图7).图7 5K m in下模拟曲线与实验点的比较F ig.7 Comparison betw een co rrelati on andexperi m ental results at5K m in从拟合结果与实验结果的比较可发现,求解出的动力学参数可用来很好地描述石油焦5K m in下的燃烧过程,模拟的燃烧曲线和实验点符合良好.但是在较高的升温速率下,拟合动力学参数时的拟合线性相关系数变小.20K m in下的拟合曲线见第43页图8,线性相关系数只有017943.原因与石油焦的着火温度高,但一旦着火燃烧强烈的燃烧特点紧密相关.随着升温速率的升高,燃烧反应被推向较高的温度区以较高的燃烧速率进行,而同时石油焦燃料含碳量高,热值高,在高温下的反应不容易控制,使得颗粒实际温度高于程序温度,致使此时的24 煤 炭 转 化 2006年图8 20K m in下的拟合曲线F ig.8 Emp irical co rrelati on at20K m in反应很可能偏离了化学动力学控制区,进入扩散控制区.用方程(8)来描述20K m in下的燃烧过程时得到的模拟曲线见图9,由图9可以发现,模拟曲线在低温段(<900K)符合得较好,而在高温段就不再符合.3 结 论利用热天平研究了石油焦在不同升温速率下的燃烧特性,结果表明,升温速率的升高会把石油焦的燃烧反应推向较高的温度区,着火温度、燃尽温度、最大燃烧速率均增大,表明前期反应能力强弱的可燃性指数增大,而常用的表明着火和燃尽综合能力强弱的燃烧特性指数不适合用来比较升温速率对石图9 20K m in下拟合结果与实验点的比较F ig.9 Comparison betw een co llecti on andexperi m ental results at20K m in油焦燃烧的影响.石油焦具有着火温度高,但一旦着火燃烧强烈的燃烧特点,测定石油焦本征化学动力学参数的温度需要严格控制在动力学控制区域内,该区域的温度最高极限低,在常压热天平上,仅为900K左右,因此建议由比较低的升温速率来测定. 5K m in升温速率的实验表明,石油焦燃烧反应的反应级数为017,表观活化能E=82kJ m o l,频率因子A=1185×102s-1.石油焦在低升温速率下或者低温段(<900K)燃烧时,燃烧反应可以用dΑdΣ= 185exp[-82000R(T0+ΒΣ)] (1-Α)017来描述.参 考 文 献[1] 周一工.我国石化企业电站石油焦燃烧方式研究[J].锅炉技术,1998(1):26229.[2] 王文选,张守玉,王凤君等.循环流化床中石油焦与煤混合燃烧NO排放特性[J].煤炭转化,2003,26(4):60264.[3] 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ue to its h igh heating value,petro leum coke is of h igh bu rn ing in ten sity once it is ig2 n ited.T he experi m en t show ed in cou rse of bu rn ing of a p etro leum coke,the range of the k inetic2 con tro lled zone is particu larly narrow,and the upp er tem peratu re li m it of such a zone is900K.A s a resu lt,w hen k inetic param eters of a petro leum coke are m easu red by T GA,a relatively slow heating rate is recomm ended to p ro long the du rati on of the k inetic2con tro lled zone.KEY WOR D S petro leum coke,heating rate,chem ical k inetics,com bu sti on characteristics, T GA 34第2期 周 军等 不同升温速率下石油焦燃烧特性的热重分析 。
