油页岩半焦与煤混合燃烧特性研究.pdf

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1、第33卷第1期煤炭转化Vo1．33No．12010年1月C0AIC()NVERSIONJan．20l0油页岩半焦与煤混合燃烧特性研究李萍"吴国光苗真勇。王盘成"赵娜¨王志华¨孟献梁摘要采用热重分析仪对油页岩半焦与不同煤化程度的煤混合燃烧特性进行动态分析，讨论了掺混煤种和比例对燃烧过程的影响．结果表明，燃烧特性好的煤种可以改善页岩半焦燃烧特性，额吉长焰煤是最佳掺混煤种，随着煤掺混比例的提高，混合物燃烧特性指数增大．关键词油页岩半焦，混合燃料，煤种，掺混比例中图分类号TQ534，TE662表1油页岩半焦及煤样的工业分析和元素分析(％)Table1Prox

2、imateandultimateanalysisof0引言coleandoilshalesemi—coke()Proximatea州nalyⅢsisUltimateanalysis，daf油页岩属于高灰分的固体可燃有机岩，是一种Sample-—-·-·-—-·-·-·-·-·-·-——MAdV“fFCdfCHNS●L73{很有发展前景的替代能源之一．

3、1]从油页岩干馏过67693439．421．890．500．56737841程得到的半焦含有有机成分和固定碳，具有一定的77．646．541．291．04。；热值，可送入循环流化床燃烧发电．¨2]但是炼

4、油后的71．574．420．800．34∞∞∞24322l半焦挥发分和发热量很低，因此，可选择适当掺混一67785184．825．001．2O0．5056OO53些煤，提高油页岩半焦的燃烧性能，同时还有助于循O1577490．215．290．840．3875676832216892．504．161．100．68环流化床燃烧稳定．目前，国内外关于煤和油页岩半539996O95386*Percentofweight．焦的混燃技术已有一些报道．“笔者采用热重分公司STA409C型DTA／DSC—TG同步综合热分析析方法对5种煤和大庆油页岩半焦混合物的燃烧特

5、仪，燃烧温度为25℃～950℃；升温速率为2O。C／性进行了研究．实验主要从掺混煤种和比例两方面来研究大庆油页岩半焦混煤燃烧特性．min；反应在模拟空气氛围下进行．1实验部分2结果与讨论1．1试样制备及性质2．1油页岩半焦和单煤燃烧过程分析本实验所用的半焦为大庆油页岩干馏终温为单煤的燃烧特性由其煤化程度和化学组成决550℃所得的半焦，选取5种掺混煤样分别为煤化定．第62页图1为油页岩半焦和单煤燃烧的TG和程度依次提高的山东龙口褐煤、内蒙额吉长焰煤、徐DTG曲线．燃烧过程分为三个阶段：第一阶段主要州夹河气煤、安徽临涣焦煤和河南永城新庄无烟煤．是水分的蒸

6、发；第二阶段为挥发分的析出着火及固按国家标准对样品进行取样、破碎和筛分，最终制成定碳的燃烧，为主要的反应区间；第三阶段主要是一的样品颗径为0mm～0．2miTt．试样分别编号为些碳酸盐类矿物质的分解．[5由图1中TG曲线可BJ，LK，EJ，JH，IH和XZ．油页岩半焦及煤样的工以看出，燃烧过程的失重量由大到小依次为：额吉煤业分析及元素分析见表1．>夹河煤>新庄煤>临涣煤>龙口煤>大庆油页岩半焦，失重量随着灰分产率的增大而减小．1．2设备及方法油页岩半焦、单煤及混煤的燃烧特性参数见第燃烧实验采用的热分析仪为德国NETZSCH62页表2．表2中除油页岩半

7、焦和单煤编号外，其余*煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室开放基金资助项目(CPEUKF08—04)1)硕士生；2)教授；3)工程师；4)讲师，中国矿业大学化工学院，221116江苏徐州收稿日期：2009—07—15；修回日期：2009—09—02煤炭转化4S0g交一4一8r一0—121002003004005O06007oo8009001002O03004O05006007008O0900Temperature／℃Temperature／℃图1油页岩半焦和单煤燃烧的TG和DTG曲线Fig．1TGandDTGcurvesofoi1shalesemi

8、—cokeandcoals表2油页岩半焦和单煤及不同比例混煤的燃烧特性参数程度最低的龙口煤，其特征温度比额吉煤高，且最大燃烧速度低于其他煤，可能是由于龙口煤的灰分产率高，影响燃烧过程的传质传热．额吉煤的DTG曲线在100℃附近有一个明显的失重峰，说明水分含量较高，与煤质分析结果一致．煤的燃烧特性主要受挥发分产率和灰分产率的共同作用，挥发分产率增大，燃烧特性变好；灰分产率增大，燃烧特性变差；因此，挥发分产率越大，灰分产率越小，煤的燃烧特性越好．额吉煤的灰分产率最小，挥发分产率较高，燃烧特性最好．2．2掺混煤种对油页岩半焦燃烧特性的影响混合物的着火特性和

9、燃烧稳定性既要反映不同混合物的着火难易程度，又要体现该种混合物的燃试样编号代表页岩半焦和单煤不同比例的混煤，