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反应条件对煤挥发分析出过程影响的TG-FTIR分析

何佳佳  
【摘要】: 电站锅炉燃煤排放的烟气是大气污染物NOx的主要来源。当前,我国NOx污染越来越严重,为此,发展电站锅炉燃煤NOx控制技术势在必行。目前,NOx控制技术方法较多,但是在我国,由于自身条件限制,只有少数几种技术较实用。其中作为炉内低NOx燃烧技术的再燃技术就是一项比较经济而有效的NOx控制技术,可行性大,易推广。我国丰富的煤炭资源、煤粉再燃的有效性使得煤粉成为我国电站锅炉的首选再燃燃料。煤的动力学参数、热解与燃烧特性直接影响电站锅炉的再燃技术的参数设定,而煤在还原性气氛下的热解、燃烧特性更是对再燃技术应用具有直接的指导意义。 本文将我国四种典型动力用煤置于热天平中,在氮气气氛下以不同加热速率(20、35、50、75、100℃/min)进行热解,另外还在模拟炉膛再燃区的还原性气氛下以50℃/min的加热速率进行了反应。反应产生的气体通入傅立叶变换红外光谱仪中进行检测。该实验方法即为热重—红外光谱联用(TG-FTIR)技术。采用TG-FTIR,可以清楚显示煤的失重与温度的关系以及煤反应产生气的成分与温度的关系。 本文通过热解失重曲线的分析得到了各煤样比较全面的热解特征参数,通过动力学分析得到了各煤样的热解反应机理函数与动力学参数,通过红外光谱仪采集的数据得到了煤样在不同温度下反应产生气的各种气体成分。通过对煤样热解与还原性气氛下的反应特性分析,进一步揭示了再燃技术的反应机理,为采用再燃技术进行的新设计和改造的电站锅炉设计参数的确定提供理论依据,为再燃技术进一步推广应用提供技术支撑。


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