水炭漿的燃燒性能分析

作者：蘇婷,孟宇,高雯雯,宋永輝,蘭新哲,時明亮

摘要：以低變質粉煤的低溫干餾產物蘭炭為固體原料,考察了采用干法制漿技術制備的水炭漿(CHWS)的燃燒性能。通過熱重分析法(TG-DTG-DSC)可知,CHWS的燃燒過程可分為水分蒸發段、揮發分及炭質顆粒燃燒段和殘炭燃燒段三個階段。燃燒特性參數中著火點較高,溫度可達446.4℃,出現最大燃燒速率的溫度在563.7℃。分析漿體在10℃/min,20℃/min,30℃/min和40℃/min四種速率下的燃燒性能,結果表明:升溫速率的提高可降低著火點,提高燃燒終止溫度,擴展了燃燒區間(430.7℃~855.7℃),CHWS的最大失重速率提升,燃燒過程向高溫方向移動,存在熱滯后現象。基于Arrhenius公式的Doyle積分法求取的動力學參數表明:升溫速率的提高有助于降低漿體的燃燒活化能,同一升溫速率下第二階段的燃燒活化能更低,最劇烈的燃燒過程發生在40℃/min升溫速率時的第二階段,活化能為14.18 kJ/mol。在Aspen模擬中蘭炭的常規組分特性從數據庫中獲取,非常規組分不參加相平衡和化學平衡計算,燃燒過程按熱重分析結果的三階段劃分,主體模塊燃燒爐的模擬采用收率反應器和平衡反應器兩部分完成,模擬結果顯示:CHWS燃燒煙氣中H2O+CO2+N2的總量為96.46%(質量分數),污染氣體NO+NO2+SO2+SO3的總量為0.52%(質量分數),二次除塵后粉塵含量降低至0.013 kg/h,CHWS具有燃燒高效充分、污染氣體排放量低、粉塵含量少等優點,是一種高效清潔的固態燃料源燃料。

發文機構：榆林學院化學與化工學院 榆林學院陜西省低變質煤潔凈利用重點實驗室 西安建筑科技大學

關鍵詞：水炭漿燃燒特性動力學分析Aspen模擬煙氣粉塵char water slurrycombustion characteristicskinetic analysisAspen simulationdust in flue gas

分類號： TQ534.4[化學工程—煤化學工程]TQ519