不同镜惰比低阶煤燃烧特性及动力学分析

TQ533; 为解释显微组分对低阶煤燃烧特性的影响,以一系列不同镜惰比低阶煤为研究对象,利用热重-质谱-差热(TG-MS-DTA)联用技术,研究了样品在空气气氛下的燃烧特性、热量变化过程以及气体逸出行为.结果表明:煤的显微组分含量对煤燃烧达到最大反应速率时的温度影响不大,但对反应最大速率的大小有影响,富惰质组煤燃烧的反应最大速率更大.同时,煤中较多矿物使得反应达到最大速率时温度更高.燃烧过程呈现出明显的两个阶段,第一阶段(400℃之前)缓慢放热,对应脱挥发分过程,第二阶段(400℃之后)快速放热,对应固定碳燃烧过程,燃烧放热特征呈现出缓慢到快速放热的转变.不同镜惰比煤在燃烧过程中主要释放CO2...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. 9; pp. 302 - 309
Main Authors 王小令, 王绍清, 陈昊, 赵云刚, 沙吉顿, 邓金松
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083 01.09.2023
Subjects
低阶煤
不同镜惰比
动力学
low-rank coal
combustion behavior
TG-MS-DTA
different Vitrinite/Inertinite ratio
kinetics
燃烧行为
热重-质谱-差热
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2021-1477

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Summary:TQ533; 为解释显微组分对低阶煤燃烧特性的影响,以一系列不同镜惰比低阶煤为研究对象,利用热重-质谱-差热(TG-MS-DTA)联用技术,研究了样品在空气气氛下的燃烧特性、热量变化过程以及气体逸出行为.结果表明:煤的显微组分含量对煤燃烧达到最大反应速率时的温度影响不大,但对反应最大速率的大小有影响,富惰质组煤燃烧的反应最大速率更大.同时,煤中较多矿物使得反应达到最大速率时温度更高.燃烧过程呈现出明显的两个阶段,第一阶段(400℃之前)缓慢放热,对应脱挥发分过程,第二阶段(400℃之后)快速放热,对应固定碳燃烧过程,燃烧放热特征呈现出缓慢到快速放热的转变.不同镜惰比煤在燃烧过程中主要释放CO2、CO、H2O等气体,但释放的相对含量不同,脱挥发分阶段,有较少的CO2、CO气体释放,H2O的释放相对量较多.而在固定碳燃烧阶段,CO2大量释放,CO释放量略低,H2O最少.其中,富惰质组煤在燃烧过程中释放相对更多的CO2,在相同条件下,燃烧更加充分.此外,还借助Coats-Redfern积分法对煤燃烧过程进行动力学计算,得到随着镜惰比含量减小,反应活化能增加的趋势,但这并不影响富惰质组煤在固定碳燃烧阶段能快速燃烧的特性,这可能是由于惰质组中大量丝质体形成的细胞胞腔结构,增大了与O2的接触面积,燃烧反应充分.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2021-1477