低温热解处理后煤的热重分析

热重分析法热重分析法（Thermogravimetric Analysis，简称TGA）是一种热分析技术，通过对样品在升温过程中的质量变化进行监测和分析，以了解样品的热稳定性、分解特性等信息。

本文将介绍热重分析法的原理、仪器设备、应用领域以及未来的发展趋势。

热重分析法是在恒定加热速率下，通过记录样品重量随温度或时间的变化，来研究样品的热衰减、热失重等热性能。

这种分析方法可以对各种材料进行测试，如聚合物、陶瓷、金属等。

它可以用于研究材料的热稳定性、热分解过程、腐蚀、氧化等热化学性质，并可以对化学反应、降解行为等进行动态监测。

热重分析法的仪器设备主要由称量装置、升温装置、传感器、数据采集和处理系统等组成。

在测试过程中，样品一般以小颗粒、薄片或粉末的形式存在，称量时要求准确并保持恒定性。

样品装入称量器后，通过升温装置以控制加热速率，并通过传感器可以实时监测样品重量的变化。

数据采集和处理系统可以将监测到的重量变化转化为曲线图或数字数据，进一步进行分析和解释。

热重分析法在许多领域有广泛的应用。

在研究材料的热稳定性方面，可以用于评估聚合物材料的耐高温性能，为材料选择、设计和改性提供依据。

在研究催化剂的活性和稳定性时，可以通过热重分析法来研究其在高温下的热失重和活性损失情况。

此外，热重分析法还可以用于纺织品的研究、煤炭和石油产品的分析、药物的稳定性研究等。

在未来，热重分析法有望得到进一步发展和广泛应用。

随着材料科学和工程技术的不断进步，对材料热性能的研究需求日益增加。

新的测试方法和装置将不断涌现，以满足更多领域对材料热性能测量的需求。

同时，热重分析法也将与其他热分析技术结合，如差热分析（Differential Scanning Calorimetry，简称DSC）、热导率测试等，以获取更准确、全面的热性能数据。

总之，热重分析法作为一种重要的热分析技术，具有广泛的应用前景和重要的科学意义。

通过研究样品在升温过程中的质量变化，可以了解材料的热稳定性、热分解特性等重要信息。

利用热重分析研究煤的氧化反应过程及特征温度王威【摘要】：煤自燃是煤氧复合放出热量,在合适的供氧条件和蓄热环境下,引起煤体温度升高的结果。

但是,长期以来由于煤氧复合过程的复杂性,研究方法的局限性,煤氧复合的机理并没有真正了解。

因此,采用合适的方法研究煤氧复合机理对于认识煤自然发火过程、建立煤自然发火预测理论具有重要的意义。

热重分析仪由于精度高、试验方便、重复性好等优点,已成为国内外许多研究机构用来分析煤自燃特性及煤氧化过程所经常采用的实验手段。

虽然有文献提及煤低温氧化过程中热重曲线上的特征温度,但对于特征温度与煤的氧化过程之间的关系及实验条件对特征温度的影响尚未详细研究。

本论文采用理论与实验相结合的研究方法。

首先对比煤分子结构中类似有机物的氧化性,分析煤分子中易低温氧化的基团是非芳香结构中的某些烷基侧链、桥键和含氧官能团;在高温阶段,煤分子会发生键的断裂引起分子结构的变化。

然后,利用兖州兴隆庄煤矿的煤样进行热重实验。

根据煤氧复合机理、煤氧复合三步反应模型和煤自燃的指标气体分析法,对实验所得75 组TG 曲线和DTG 曲线进行分析,在每组曲线上找到兴隆庄煤样的临界温度和着火温度等对煤的氧化过程有研究意义的七个特征温度点,并分析其产生原因。

最后着重分析实验条件中氧浓度、粒度以及升温速率对特征温度点及热重曲线的影响规律。

得出热重曲线和特征温度点处的变化规律能很好的反应煤的氧化反应过程,对于判断煤的自燃倾向性及进行煤自燃预测预报具有一定的普遍意义。

【关键词】：氧化过程热重分析特征温度影响规律【学位授予单位】：西安科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2005【分类号】：TQ533【DOI】：CNKI:CDMD:2.2005.079637【目录】：∙ 1 绪论8-18∙ 1.1 研究目的及意义8-9∙ 1.2 国内外研究现状9-16∙ 1.2.1 煤自燃学说9-10∙ 1.2.2 煤自燃机理研究现状10-12∙ 1.2.3 煤自燃预测预报技术现状12-16∙ 1.3 主要研究内容16-17∙ 1.4 技术路线17-18∙ 2 煤氧复合机理18-31∙ 2.1 煤分子结构特性18-21∙ 2.1.1 煤分子的结构组成18-20∙ 2.1.2 煤分子化学结构模型20-21∙ 2.2 煤表面分子的活性基团21-24∙ 2.2.1 类似有机结构的氧化特性21-23∙ 2.2.2 煤表面分子的活性基团23-24∙ 2.3 煤的氧化反应过程24-30∙ 2.3.1 物理吸附25-26∙ 2.3.2 化学吸附26-27∙ 2.3.3 化学反应27-30∙ 2.4 小结30-31∙ 3 煤氧化反应过程中特征温度点的热重实验31-43 ∙ 3.1 热重法概述31-32∙ 3.1.1 热重法的基本原理31∙ 3.1.2 热重实验装置介绍31-32∙ 3.2 兴隆庄煤样煤质分析32∙ 3.3 实验条件32∙ 3.4 实验结果32-42∙ 3.4.1 实验的特征温度33-40∙ 3.4.2 实验热重曲线的分析40-42∙ 3.5 小结42-43∙ 4 实验条件对热重曲线及特征温度的影响43-54 ∙ 4.1 煤样粒度的影响43-46∙ 4.1.1 煤样粒度对热重曲线的影响43-44∙ 4.1.2 煤样粒度对特征温度点的影响44-46∙ 4.2 氧浓度的影响46-49∙ 4.2.1 氧浓度对热重曲线的影响46-47∙ 4.2.2 氧浓度对特征温度点的影响47-49∙ 4.3 升温速率的影响49-52∙ 4.3.1 升温速率对热重曲线的影响49-50∙ 4.3.2 升温速率对特征温度点的影响50-52∙ 4.4 实验过程中其它影响因素52∙ 4.5 小结52-54∙ 5 结论54-55∙致谢55-56∙参考文献56-69。

热重-红外联用研究上湾煤中低温热解行为摘要：本文探讨了热重-红外（TG-IR）联用技术在上湾煤的低温热解行为的研究。

通过改变反应温度（50~850℃）和时间（10~80min），我们使用TG-IR技术分析了煤中不同温度范围内的热解反应情况。

结果表明，上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应大体可以分成四个不同阶段：干物质（50~150℃）、水蒸汽放出（150~400℃）、热解期（400~800℃）和升温期（800~850℃）。

我们发现，上湾煤中的化析碳（VOC）主要在200~400℃之间放出，而其中的硫化氢（H2S）的放出几乎完全集中在450~550℃之间。

此外，本研究发现，热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术更具精度性。

关键词：热重-红外联用；上湾煤；低温热解行为正文：热重（热重-红外）联用技术是一种利用热重-红外分析技术来研究物质的气相分解过程的技术。

这种技术可以有效检测物质的温度。

本研究旨在运用热重-红外联用技术对上湾煤的低温热解行为进行研究。

首先，我们采用标准热重分析（TGA）技术测定了上湾煤的热解曲线，然后在连续实验过程中改变反应温度（50~850℃）和时间（10~80 min），使用热重-红外联用技术分析了煤中不同温度范围内的热解反应情况。

结果表明，上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应大体可以分成四个不同阶段：干物质（50~150℃）、水蒸汽放出（150~400℃）、热解期（400~800℃）和升温期（800~850℃）。

我们发现，上湾煤中的化析碳（VOC）主要在200~400℃之间放出，而其中的硫化氢（H2S）的放出几乎完全集中在450~550℃之间。

本研究还发现，热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术具有更高的准确性。

作为结论，本文利用热重-红外联用技术研究了上湾煤中低温热解行为，发现上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应可以分为四个阶段，并发现热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术具有更高的准确性。

mm 组分 ,子样 2 和 3 分别磨到 ≤ 0. 15 mm 和 ≤ 0. 06 mm ,然后分别筛取 ( 0. 1 ～ 0. 15 ) mm 和 ( 0. 03 ～ 0. 06 ) mm 组分 。此次制样和初次制样时一个试样磨细后直
图1 不同粒径滕州烟煤的 T G、 D T G 曲线 ( 升温速率 : 30 ℃ / min)
2
] , 当 n ≠1 时 , 令 Y =
求解动力学参数主要有积分法和微分法 , 它们之 热力发电 ・ 2006 ( 04)
∼ λ
基础研究
ln [
) 1- n 1 - (1 - α ] , 则动力学方程可简化为 Y = a + 2 T ( 1 - n)
结果表明 , 当 n 等于 3 时 , 函数图像的线性关系最好 , 黑 龙江大头煤不同升温速率下的计算结果见表 5 。
2 . 2 动力学参数的计算
( 5) ( 6) ( 7)
对式 ( 8) 积分后两边取对数得 : ) 1- n 1 - (1 - α AR ( 2RT) E ln [ ] = ln [ 1 ] 2 βE E RT T ( 1 - n)
( n ≠1) ( 9)
或 ln [ -
) ln ( 1 - α T
2
] = ln [
βE
AR (
1-
2RT)
E
]-
E RT
式中 : E 为活化能 ; A 为频率因子 ; R 为气体常数 ; n 为 令 X =
T
( n = 1) ( 10)
1 α AR ( 2RT) E , = ln [ 1],b = ,当 n
βE
E
R
= 1 时 , 令 Y = ln [ -
) ln ( 1 - α T

不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为刘钦甫;徐占杰;崔晓南;郑启明【摘要】采用热重-红外-质谱联用技术(TG-IR-MS),对4种不同煤化程度的煤进行热解实验,实时记录了煤在30 ～1 100℃,以10℃/min升温速率、氦气气氛下热解过程中的质量变化和生成气体成分.研究结果表明:随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出氮化物,如HCN,NH3等.不同煤化程度的煤具有不同的N释放行为.气煤、焦煤、1/3焦煤等主要以NH3与HCN两种形式释放,无烟煤热解时主要是以NH3形式释放.煤热解释放的HCN和NH3来源于不同的氮.HCN可能主要来源于煤分子边缘的五元环吡咯氮和六元环吡啶氮,而NH3主要来源于煤分子内部的季氮.NH3的释放经历了2个阶段:低温(550℃)阶段为煤中挥发分的初级热解产物;高温(750 ～850℃)阶段为煤中挥发分的二次热解产物.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)002【总页数】6页(P450-455)【关键词】煤阶;热解;氮化物;热重-红外-质谱联用技术【作者】刘钦甫;徐占杰;崔晓南;郑启明【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;河南工程学院资源与环境工程系,河南郑州451191【正文语种】中文【中图分类】P57;TQ530刘钦甫，徐占杰，崔晓南，等．不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为［J］．煤炭学报，2015，40(2): 450－455．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2014．0320Liu Qinfu，Xu Zhanjie，Cui Xiaonan，et al．Release behavior of nitrogenin different rank coals during pyrolysis［J］．Journal of China Coal Society，2015，40(2): 450－455．doi: 10．13225/j．cnki．jccs．2014．0320氮是煤中的一种常量元素，主要以有机化合态存在，部分以NH+4固定在煤中矿物晶格中，氮含量与煤化程度和煤形成的时代密切相关［1－3］。

第 ２ 期 钱 卫等 ： 低阶烟煤热解特征指数的解析与应用
２ ５ ７
ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ Ｒｉ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ． ｐ ｙ ｙ ｐ ｙ ｙ ｐ ， ， ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｐｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｒ ｏ ｎ Ｍ ｅ ａ ｎ ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ Ｐｉ ｙ ｇ ｇ ｇ ， ｌ ｏ ｎ ｆ ｌ ａ ｍ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｉ ｓ ｌ ａ ｒ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ Ｊ ｉ ｘ ｉ ａ ｎ ｃ ｏ ａ ｌ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｉ ｔ ′ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｓ ｇ ｇ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｎ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｂ ｔ ｈ ｅ ｑ ｐ ｙ ｙ ｐ ｙ ｐ ｇ ｙ ｙ ， ｎ ｅ ｗ ｌ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ Ｐ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｕ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｅ ｌ ｏ ｗ ｒ ａ ｎ ｋ ｂ ｉ ｔ ｕ ｍ ｉ ｎ ｏ ｕ ｓ ｃ ｏ ａ ｌ ′ ｓ ｇ － － ｙ ｇ ｐ ｙ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． ｙ ｙ ｇ ｐ ｙ ｙ ｐ ： ； ；ｐ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｃ ｏ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｒ ａ ｖ ｉ ｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ（ Ｔ ＧＡ） ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｙ ｙ ｙ ｇ ｙ ｙ （ ； ； ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ Ｐ） ｖ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｌ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ（ Ｒ） ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｐ ｙ ｙ ｇ ｙ 热解是煤炭 焦 化 、 燃 烧、 气化和液化等过程的 初 始 或 伴 随 反 应， 是煤炭原燃料利用的必经过 程 热解反应活性 ， 是指煤炭热解反应进行的难 ． 易程度和 剧 烈 程 度 ， 包含热力学和动力学两个方

仪器
热天平，能连续记录质量 与温度的函数关系

工作过程 以程序控温加热、冷却、 恒温、变温样品
2013年8月22日
一、热天平系统

记录天平
炉子 程序控制温度系统



记录仪
支持器

2013年8月22日
1.


记录天平
性能要求
准确度、重现性、容量、结构坚固、抗环境温度变化、可调重量量程、 电子和机械稳定性、对重量变化反应迅速、可防震
锅炉测试技术
2013年8月22日
第二章 煤的热重分析技术

第一节
第二节 第三节
热重分析原理及系统
煤的热重分析的应用 热重分析法判断煤的着火特性



第四节
煤的燃尽特性判别指标
2013年8月22日
第一节 热重分析原理及系统

热重法（thermogravimetry， TG） 在程序控制温度下测量物 质的质量与温度关系
二、热重分析影响因素



仪器因素
浮力—表观增重 对流—表观失重/表观增重



实验条件
升温速率 气氛


• • •
试样用量及粒度的影响
试样的用量
粉末状试样内部温差大 试样反应时吸热或放热引起TG曲线畸变 分解产生的气体难逸出阻碍反应的进行

试样粒度：热传导/气体扩散
2013年8月22日
三、差热分析及影响因素

பைடு நூலகம்
平均燃烧速度Wmean 煤的燃尽指数N 燃尽特性综合判别指数Rj 燃烧特性指数S 煤焦燃烧综合指数R

《低阶煤低温热解产物生成特性及机理研究》篇一一、引言随着能源需求的持续增长和环境保护意识的提高，低阶煤作为一种重要的能源资源，其低温热解技术的研究与应用逐渐受到广泛关注。

低阶煤低温热解是指在不高的温度下对低阶煤进行热处理，从而获得煤气、焦油和半焦等产物。

这些产物在能源、化工、材料等领域具有广泛的应用前景。

因此，研究低阶煤低温热解产物的生成特性及机理，对于提高低阶煤的利用效率、推动相关产业的发展具有重要意义。

二、低阶煤低温热解概述低阶煤主要包括褐煤和次烟煤等，其结构特征为含氧量高、挥发分含量高、反应活性强。

低温热解过程中，低阶煤在无氧或有限氧条件下加热，产生煤气、焦油、半焦等产物。

这一过程具有能耗低、操作条件温和、环境污染小等优点。

三、低阶煤低温热解产物生成特性1. 煤气：低阶煤低温热解过程中产生的煤气主要由可燃气体组成，如氢气、甲烷、一氧化碳等。

这些气体具有较高的热值，可作为燃料气或化工原料气使用。

2. 焦油：焦油是低阶煤热解的重要产物之一，主要由轻质烃类、酚类、酮类等化合物组成。

焦油具有较高的经济价值，可用于生产燃料、化学品等。

3. 半焦：半焦是低阶煤热解后的固体残余物，具有较高的碳含量和较低的挥发分含量。

半焦可作燃料或进一步加工利用。

四、低阶煤低温热解产物生成机理低阶煤低温热解产物的生成机理涉及物理和化学过程。

在热解过程中，低阶煤中的有机质受热分解，产生挥发性物质。

这些物质在热解炉内经过一系列的物理化学变化，最终形成煤气、焦油和半焦等产物。

其中，煤气主要由低阶煤中的轻质组分在较低温度下裂解产生；焦油则是由重质组分在较高温度下发生裂解和缩聚反应生成；半焦则是由于部分重质组分在热解过程中未完全转化而残留的固体产物。

五、研究方法与实验结果为了深入研究低阶煤低温热解产物的生成特性及机理，采用了一系列实验方法，包括热重分析、气相色谱分析、质谱分析等。

通过实验，我们得出了以下结论：1. 不同温度下低阶煤的低温热解产物有所不同。

GBT2122024煤的工业分析方法2024年，煤仍然是全球最重要和最广泛使用的化石燃料之一，尤其在工业领域使用广泛。

煤的工业分析方法可以帮助确定煤的质量特性和燃烧特性，为工业应用提供基础数据和技术指导。

下面是2024年煤的工业分析方法的一些主要内容。

首先是煤的质量特性分析方法。

煤的质量特性是指煤的组分、结构、物理性质和化学性质等方面的特征。

这些特性对于确定煤的适用性和燃烧特性非常重要。

在2024年，常用的煤的质量特性分析方法包括：元素分析：通过对煤中主要元素（如碳、氢、氧、氮、硫等）的测定，确定煤的组分和热值等特性；元素周期表：通过对煤的化学组成进行分析，确定煤的化学特性和燃烧特性；红外光谱法：通过对煤样进行红外光谱测定，确定煤的结构特性和功能性特性；X射线衍射法：通过对煤样进行X射线衍射分析，确定煤的结晶特性和晶体结构等。

其次是煤的燃烧特性分析方法。

煤的燃烧特性包括煤的可燃性、燃烧速度、燃烧特性等方面的特性，对于确定煤的燃烧效率和排放物特性非常重要。

在2024年，常用的煤的燃烧特性分析方法包括：热重分析法：通过对煤样进行热重分析，测定煤的热重变化曲线和热分解特性；差热分析法：通过对煤样进行差热分析，测定煤的燃烧热功和反应动力学参数；燃烧实验法：通过对煤样进行燃烧实验，测定煤的燃烧特性和排放物特性；煤粉爆炸试验：通过对煤粉进行爆炸试验，测定煤粉的爆炸特性和安全性。

最后是煤的工业应用分析方法。

2024年，煤在工业领域的应用非常广泛，涵盖了发电、制造、化学工业等多个行业。

煤的工业应用分析方法可以帮助确定煤在特定工业过程中的适用性和效果。

常用的煤的工业应用分析方法包括：煤质分级法：根据煤的质量特性，对煤进行分级，确定煤的适用范围和品质等级；煤气化实验法：通过对煤样进行气化实验，测定煤的气化特性和产物组成等；煤燃烧实验法：通过对煤样进行燃烧实验，测定煤在不同燃烧设备中的燃烧特性和效果；煤化学加工实验法：通过对煤样进行化学加工实验，研究煤在化学生产中的应用潜力和可行性等。

实验一燃烧特性的热重分析一、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。

二、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：22℃）；（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10℃~30℃/min、最大温度900℃，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300℃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/SDTA851e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/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。

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±0.1℃），不受环境因素的影响。

热重分析实验报告热重分析实验报告引言：热重分析（Thermogravimetric Analysis，简称TGA）是一种常用的热分析技术，通过测量样品在升温过程中的质量变化，可以分析样品的热稳定性、热分解过程以及含水量等信息。

本实验旨在通过TGA技术对某种材料的热分解特性进行研究，从而为材料的应用提供参考。

实验方法：1. 样品制备：将待测试的材料样品细细磨碎，并通过筛网筛选，以获得均匀颗粒大小的样品。

2. 仪器准备：将样品放置在热重分析仪的样品盘中，并确保样品盘平整。

3. 实验条件设定：根据样品的特性和预期结果，设置合适的升温速率和温度范围。

一般来说，较快的升温速率可以更好地展现样品的热分解特性，但过快的升温速率可能导致数据失真。

4. 实验操作：启动热重分析仪，开始实验。

在实验过程中，记录样品质量随温度变化的曲线，并观察样品的颜色、形态等变化情况。

5. 数据分析：根据实验结果，分析样品的热分解特性，包括起始分解温度、峰值温度、分解过程等。

实验结果与讨论：通过对某种材料的热重分析实验，我们得到了如下结果：在升温过程中，样品的质量随温度的升高而逐渐减少。

在温度范围X到Y之间，样品质量变化较为剧烈，表明该温度范围内发生了较为显著的热分解反应。

进一步观察发现，在温度T处，样品的质量变化达到峰值，表明该温度是样品热分解反应的峰值温度。

此后，样品质量的减少速率逐渐减缓，直至温度达到Z时，样品质量变化趋于平缓，热分解反应基本结束。

根据实验结果，我们可以推断出该材料在温度范围X到Y之间发生了热分解反应，且在温度T处达到峰值。

进一步分析样品的颜色、形态等变化情况，可以推测该材料的热分解反应可能是由于化学反应引起的。

结论：通过热重分析实验，我们成功地研究了某种材料的热分解特性。

实验结果表明该材料在温度范围X到Y之间发生了热分解反应，且在温度T处达到峰值。

这些结果对于该材料的应用具有重要意义，可以为材料的加工、储存和安全性评估提供参考。

褐煤低温热解特性研究王亚峰【摘要】研究了褐煤进行低温热解时，热解温度对热解气相产物的影响，分析了褐煤低温热解产生的低温煤焦油的基本组成。

结果表明，热解温度对煤气的组成产生一定的影响。

热解气中可燃组分H2、CH4和CO最大含量可达27．92％、31．14％和17．21％；低温煤焦油烷烃含量可达33．84％，芳烃含量达16．73％，酚类含量为11．89％。

【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)014【总页数】3页(P25-27)【关键词】褐煤;热解;低温煤焦油【作者】王亚峰【作者单位】长治职业技术学院,山西长治046011【正文语种】中文【中图分类】TQ530.20 前言我国在已探明的化石能源储量中，煤炭占94.3%，石油天然气仅占5.7%，“缺油、少气、富煤”是中国的基本国情。

因而，液体燃料短缺的大规模缓解只能通过煤直接液化和间接液化生产以汽油、柴油、航空煤油以及石脑油、烯烃等为主的煤基替代燃料实现，煤化工替代石油产品将是一项长期战略。

我国褐煤储量丰富，褐煤的资源量为3 194.38亿t，占我国煤炭资源总量的5.74%。

随着勘探开发的进展，我国褐煤的资源量、探明保有资源量不断增加，分布区域也扩大到新疆等地区。

高效洁净地利用褐煤资源显得日益重要和突出。

褐煤的主要特点是水分含量高，氧含量高，发热量低。

根据国内176个井田或勘探区统计资料，褐煤全水高20% ～60%，收到基低位发热量一般为11.71～16.73 MJ/kg。

由于高水分，高氧含量，发热量低，再加上褐煤易风化和自燃的特性，不适合远距离运输，应用受到很大限制。

褐煤热解与相关工艺优化组合成多联产，提高综合经济效益，对褐煤高效洁净利用意义重大。

1 实验部分1.1 样品及性质实验所用的内蒙某地褐煤煤质分析结果如表1所示。

表1 褐煤的煤质分析%项目 Mad Aad Vad Vdaf Cad Had Oad Nad St，ad指标 19.60 13.83 37.09 49.41 50.16 2.64 15.53 1.08 0.161.2 实验仪器实验采用高温常压固定床反应器是煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院生产的MJF-Ⅱ型反应器，反应管为耐高温合金钢(GH23)，内径140 mm，外径160 mm，高度640 mm，电炉丝为高温铁铬铝合金，最高使用温度1 400℃，控制精度±0.5℃。

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。

Vdaf与Tp、Wmax的关系
热失重 + 色谱质谱联谱技术对稠环芳烃、氧杂环、的酚羟 基、酮、醚等官能团与碳骨架分解有较大帮助；
低温热解 + 色谱质谱联谱技术对低煤化度煤中含氧官能团 化学活性脱除顺序研究有益；
加压热重分析仪研究煤的热解反应动力学，热解时压力影 响仅在某一定温度之上才表现出来，在此温度之后，挥发 份析出量随压力的升高而减少，烟煤的析出量随压力升高 衰减得较快，无烟煤析出量随压力升高衰减。
(dW/dt)%·min-1
0.0025 0.0000 -0.0025 -0.0050 -0.0075 -0.0100 -0.0125 -0.0150 -0.0175 -0.0200
0
A1 A2 A3 A4 A5
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture/℃
特殊煤的热解速率曲线
（1）总体变化规律基本一致，但热解失重速率变化较大；（2）最大热 解失重速率峰值向前或向后推移；（3）碱土金属不同催化作用显现； （4）二次热解明显
煤热解特征参数
由热失重实验测定煤热解转化率时，可按下式计算：

W0—试样原始质量，mg；W—试样在某一时刻的质量，mg；Wf— 试样热解到规定终点时残余质量，mg；△W—试样在某一时刻的失 重，mg；△Wf—试样在规定热解终点的失重，mg。
煤的热解过程及规律
定义：煤的热解也称煤的干馏，指煤在隔绝空气或惰性 气氛条件下持续加热至较高温度时所发生的一系列物理 变化和化学变化的复杂过程。其结果生成气体(煤气)、 液体(焦油)、固体(半焦或焦炭)等产品。 意义：煤的热解与煤的组成和结构关系密切，可通过热 解研究阐明煤的分子结构。此外煤的热解是一种人工炭 化过程，与天热成煤过程有些相似，故对热解的深入了 解有助于对煤化过程的研究。 研究方法：热失重（热天平）分析仪，得到重量随时间 或温度的变化曲线，失重速率、放热或吸热曲线

实验一燃烧特性的热重分析一、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。

二、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：22℃）；（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10℃~30℃/min、最大温度900℃，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300℃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/SDTA851e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/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。

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±0.1℃），不受环境因素的影响。

第1篇一、实验目的1. 研究不同煤种的热解特性，了解其热解过程中的产物分布。

2. 探究影响煤热解效果的因素，如温度、升温速率、反应气氛等。

3. 评估煤热解技术在煤炭资源综合利用中的可行性。

二、实验材料与设备1. 实验材料：宁东雀儿沟、羊肠湾、上海庙三种煤样。

2. 实验设备：低温慢速热解仪、热重-微分热重（TG-DTG）分析仪、电子天平、移液管、烘箱等。

三、实验方法1. 采用低温慢速热解方法对三种煤样进行热解实验。

2. 通过正交实验设计，考察粉煤粒径、加热温度、升温速率对热解过程的影响。

3. 利用TG-DTG实验分析热解过程中质量变化和热解反应速率。

4. 运用极差分析方法和方差分析方法对实验数据进行处理。

四、实验结果与分析1. 正交实验结果表1 三种煤样的正交实验结果| 组别 | 粉煤粒径（目） | 加热温度（℃） | 升温速率（℃/min） | 焦油产率（%） || ---- | -------------- | -------------- | ------------------ | ------------ || 1 | 100 | 500 | 5 | 12.5 || 2 | 200 | 500 | 10 | 10.8 || 3 | 300 | 500 | 15 | 11.3 || 4 | 100 | 600 | 5 | 13.2 || 5 | 200 | 600 | 10 | 12.0 || 6 | 300 | 600 | 15 | 11.8 || 7 | 100 | 700 | 5 | 14.5 || 8 | 200 | 700 | 10 | 13.8 || 9 | 300 | 700 | 15 | 14.2 |由表1可知，在三种煤样中，羊肠湾煤的焦油产率最高，其次是宁东雀儿沟煤，上海庙煤的焦油产率最低。

加热温度和升温速率对焦油产率有显著影响，而粉煤粒径的影响相对较小。

2. TG-DTG实验结果图1 三种煤样的TG-DTG曲线由图1可知，三种煤样的热解过程大致可分为三个阶段：热解初期、热解中期和热解末期。

粉煤低温快速热解主要影响因素的基础性研究摘要：文章用粉煤的加工利用为依据，面对煤热解工艺，引进悬浮态高固气比反应技术，以提升反应速率、加快反应时间、提升煤焦油收率为目的进行研究，为悬浮态高固气体比反应技术在粉煤低温快速解热技术当中的应用提出理论基础。

关键词：粉煤低温快速解热因素基础研究文章对粉煤低温快速解热技术的理论和实践进行了研究，为粉煤低温快速热解技术创造了理论基础。

一、煤热解的分类煤热解通过热解的环境和形式的区分，可以分为以下几点：1.通过热解温度的不同可分成低温热解、中温热解及高温热解三部分。

2.通过加热速率的不同可分成慢速、中速及快速三部分。

3.通过所处环境的不同可分成热解、催化热解、加氢热解及催化加氢热解。

4.通过反应器里的压力呈现可分成常压热解、真空热解及加压热解三部分。

二、煤热解的主要原因1.热解温度关于明确的煤种及工艺环境，热解温度是通过气体、液体、固体三类产品的产率和成分决定的。

通过对平朔煤经过不同温度热解进行探讨，发现由于煤热解温度的提升，热解气的产生加大，半焦的产生降低，焦油的产生在600℃上下是最大值。

并指出各类气体组分的产生不但同反应温度紧密相连，还和煤里产生该组分的官能团的成分和所占比率有直接影响。

2.升温速率通过研究可以发现，加快升温速率，可以有效加大煤热解过程里煤气和焦油的产出。

经过热分析仪对煤热解过程进行探讨发现，通过升温速率的加大，煤热解的开始温度、失重峰温度都朝着高温区移动。

再通过对煤的快速热解的气相及固相产生的生成规律进行实验，表明迅速加热会让煤的一次热解产物同热的煤粒触碰时间缩短，降低了活性挥发物构成二次反应的机会，加大了气体和液体的产出。

3.压力煤在降压的环境里热解失衡升高，焦油收率降低，这是因为在降压环境里挥发物因为煤颗粒从里向外逸出时阻碍降低，不容易产生二次反应的结果。

通过使用自制加压热重分析仪实验发现，在N2环境里，压力对煤的热解过程的影响规则可以看出，热解时压力的影响只能在达到某种温度时才表现出来，在这个温度过后，挥发分产率会因为压力的加大而降低，降低的程度受煤种的影响。