富氧条件下煤燃烧特性的热重法实验研究

目前,世界上火力发电厂煤粉锅炉大多都是用油点火或助燃,每年的耗油量是巨大的。因此,寻找更经济实用的解决办法是有必要的。研究煤粉在富氧条件下的燃烧特性,不论对煤粉的富氧燃烧还是煤粉的富氧点火技术都具有重要意义。 本文对褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤、褐煤与无烟煤的混煤以及烟煤与无烟煤的混煤在氧气浓度分别为21%、30%、40%、70%和100%的条件下进行了热天平燃烧实验。并分析了不同氧气浓度下四种煤燃烧反应的动力学参数。 实验结果表明:(1)氧气浓度对煤粉热重燃烧的TG和DTG曲线有着非常大的影响。随着氧气浓度的增大,所有煤样燃烧的TG和DTG曲线都向低温区移动,煤样的着火温度及燃烬温度均呈下降趋势,燃烬温度相对于着火温度降低的速度更快,着火时间提前,燃烧时间缩短;最大失重速率也随氧气浓度的增大而增大并且移向低温区,煤粉的反应活性增强。(2)混煤在不同氧气浓度下的燃烧现象除以上几点与单煤相同外,随不同煤质特性的煤掺混还会出现不同的燃烧现象。煤质差异较大的褐煤与无烟煤掺混时,TG和DTG曲线会出现分段,这种燃烧分段现象会随着氧气浓度的增加越来越明显,当氧气浓度较高时在DTG曲线的低温段和高温段就会出现明显的平台。煤质差异相对较小的烟煤与无烟煤混合燃烧时,混煤的着火温度介于两种单煤之间,最大失重速率比两种单煤都小。混煤着火温度随氧气浓度增大而下降的速度比单煤要快。(3)单煤燃烧动力学参数的求解结果显示:随着氧气浓度的增大,煤粉的活化能增大;实验曲线的线性度越来越好。