全氧煤粉低氧浓度燃烧动力学参数的热重实验-论文.pdf

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1、第42卷第9期同济大学学报(自然科学版)VoI_42No．92014年9月JOURNALOFTONGJIUNⅣERsITY(NAT1『RAI，scIENcE)Sep．2014文章编号：0253-374X(2014)09—1415—06DOI：10．3969／j．issn．0253—374x．2014．09．018全氧煤粉低氧浓度燃烧动力学参数的热重实验刘若晨，安恩科，刘泽庆(同济大学机械与能源工程学院，上海201804)摘要：利用热重分析仪研究了四种煤粉在低氧惰性气氛(即reactionrateconstantoffourcoalsampleswereobtaine

2、d．Oz／COz)下的着火特性、燃尽特性．实验在Oz体积分数为When()2volumefractioniS1owerthan12．5％，with7．5～2O，升温速率2O℃·min条件下进行．通过对reductionof02volumefraction，thereactionrateconstantArrhenius和Coats—Redfern方程进行最小二乘法的二元一risesmoreandmoremildlywiththeincreasingofthe次线性回归，求得煤粉在不同低氧浓度下的动力学参数．结temperature．果表明：随着Oz体积分数降低，着火

3、温度基本不变，燃尽温Keywords：oxy—coalcombustion；lowoxygenconcentration；度增大；活化能、指前因子和反应级数都随着O体积分数降kineticparameters；compensateeffects；thermogravimetry低而不同程度地减小；活化能和指前因子之间存在补偿效(TG)analysis应，计算可得等动力学温度和反应速率常数；当02体积分数小于12．5，随O2体积分数减小，煤粉的反应速率常数随反应温度增大而增大的趋势越来越平缓．低氧温和燃烧(MILJ))是一种正在快速发展的关键词：全氧煤粉燃烧；低氧浓度

4、；动力学参数；补偿效应；新型燃烧技术，既能降低N排放，又能提高燃烧热重分析效率．全氧燃烧是二氧化碳捕集和封存技术中最有中图分类号：TK224文献标志码：A潜力的技术之一，将两者有机结合，开展煤粉在全氧一高浓度CO。稀释条件下实现无焰燃烧对学科发KineticParametersofOxy-coalCombustionin展有重要的理论意义_1]．LowOxygenConcentrationthThermogravimetry煤粉的热分析方法包括热重(TG)法、差热分析(DTA)法和示差扫描量热(DSC)法，普遍用于评估LIURuochen，ANEnkeLIUZeqi

5、ng燃料的燃烧特性，包括燃烧速率、转化率、特征温度(CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)和动力学参数等．在富氧燃烧方面的热重实验较多_2]．文献[4]对两种褐煤在21～1009／60体积Abstract：Combustioncharacteristicsandkineticparameters分数下进行热重实验，发现o体积分数增大(小于offourregionalcoalsamplesin02／CGatmospherewere6O)可改善煤的燃烧特性，且认为用等转化

6、率法计investigatedbythermogravimetry(TG)．Theexperiments算煤在0。／co和Oz／N。气氛下的活化能仍有待商wereperformedonlow()2volumefractionvaryingfrom7．5％t020％ataheatingrateof20℃·min一．WithArrhenius榷．陆泓羽等_5]对微富氧条件下(即通过调节空气量andCoats—Redfernequations，thekineticparametersunder将CO体积分数限制在30～4O)煤粉的燃烧特different02volumef

7、ractialnswerecalculatedwiththemethod性进行了热重研究，发现随着O体积分数增加，煤ofleastsquareslinearregression．Theresultsshowthat粉的燃烧特性曲线向低温区移动，综合燃烧特性指ignitiontemperaturekeepsconstantandburn—outtemperature数S逐渐上升，且煤粉的微富氧燃烧特性要优于富risesinlower02volumefraction，Activatedenergy，pre—氧燃烧．王长安等_6研究了煤粉在O／N下的燃烧exponen