微型流化床中煤富氧燃烧特性

发布时间：2024-07-07 08:23

　　为了研究流化床锅炉中煤的富氧燃烧反应,将微型流化床反应分析仪和过程质谱仪(MFBRA-MS)联用,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,采用相对定量方法计算CO₂浓度,研究了反应气氛、煤种等因素对煤粉在流化条件下快速燃烧反应动力学的影响.揭示了反应全过程中动力学参数的变化规律,并与热重条件下的实验结果进行对比,同时对主要气体产物的生成特性进行了跟踪和分析.结果表明,烟煤的活化能小于无烟煤,随着O₂浓度的提高,煤富氧燃烧的活化能减小;相同氧浓度下,煤粉在O₂/CO₂气氛中燃烧活化能大于O₂/Ar气氛;微型流化床中煤燃烧反应的活化能显著小于类似反应条件下热重分析获得的燃烧活化能.温度升高会缩短反应响应时间并使最大反应速率值增大,此时对应的转化率也增大.温度小于650℃不适宜煤粉燃烧,此时CO产量增加.O₂浓度升高,CO₂、NO_x产量增加.相同条件下,煤粉在O₂/CO₂气氛中燃烧污染...

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【部分图文】：

图1微型流化床分析仪-过程质谱联用系统图

质谱仪的核心部件有电离器(电子冲击)、四极质量过滤器和离子探测器,均位于真空空间.在分析过程中,气体离子在电离器内形成,之后进入质谱仪的四极质量过滤器,四极质量过滤器根据离子的质荷比决定离子到达探测器的时间.探测器直接测量离子电流,最终由软件显示图像,每2个相邻点的测量时间间隔约....

图2MFBRA-MS中反应段的确定

式中,k(T)为反应速率常数;f(x)为反应机理函数;A为指前因子,min-1;E为煤粉燃烧反应表观活化能,kJ/mol;R为普适气体常数,R=8.314J/(mol·K);T为热力学温度,K.在求解煤粉燃烧动力学参数时,对式(8)微分得

图3转化率随温度的变化关系

图3为6mg无烟煤煤粉在300mL/min流化气量、O2/CO2气氛、O2体积分数为50%条件下燃烧的转化率随温度的变化曲线.通过线性拟合得到不同反应条件下的煤燃烧动力学参数,动力学数值取转化率x从0.1～0.9的平均数,采用无模型计算方法,由式(10)根据ln(dx....

图4动力学参数的线性拟合

表2微型流化床中的煤燃烧动力学参数样品气氛φ(O2)/%E/(kJ·mol-1)A/105min-1拟合系数无烟煤O2/Ar2175.362.90.98683071.15.880.97275066.15.230.9737无烟煤O....

本文编号：4003426