為了研究流化床鍋爐中煤的富氧燃燒反應(yīng),將微型流化床反應(yīng)分析儀和過程質(zhì)譜儀(MFBRA-MS)聯(lián)用,以煙煤和無煙煤標(biāo)準(zhǔn)煤樣為對(duì)象,采用相對(duì)定量方法計(jì)算CO₂濃度,研究了反應(yīng)氣氛、煤種等因素對(duì)煤粉在流化條件下快速燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響.揭示了反應(yīng)全過程中動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律,并與熱重條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)對(duì)主要?dú)怏w產(chǎn)物的生成特性進(jìn)行了跟蹤和分析.結(jié)果表明,煙煤的活化能小于無煙煤,隨著O₂濃度的提高,煤富氧燃燒的活化能減小;相同氧濃度下,煤粉在O₂/CO₂氣氛中燃燒活化能大于O₂/Ar氣氛;微型流化床中煤燃燒反應(yīng)的活化能顯著小于類似反應(yīng)條件下熱重分析獲得的燃燒活化能.溫度升高會(huì)縮短反應(yīng)響應(yīng)時(shí)間并使最大反應(yīng)速率值增大,此時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也增大.溫度小于650℃不適宜煤粉燃燒,此時(shí)CO產(chǎn)量增加.O₂濃度升高,CO₂、NO_x產(chǎn)量增加.相同條件下,煤粉在O₂/CO₂氣氛中燃燒污染...

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圖1微型流化床分析儀-過程質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)圖

質(zhì)譜儀的核心部件有電離器(電子沖擊)、四極質(zhì)量過濾器和離子探測(cè)器,均位于真空空間.在分析過程中,氣體離子在電離器內(nèi)形成,之后進(jìn)入質(zhì)譜儀的四極質(zhì)量過濾器,四極質(zhì)量過濾器根據(jù)離子的質(zhì)荷比決定離子到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間.探測(cè)器直接測(cè)量離子電流,最終由軟件顯示圖像,每2個(gè)相鄰點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間間隔約....

圖2MFBRA-MS中反應(yīng)段的確定

式中,k(T)為反應(yīng)速率常數(shù);f(x)為反應(yīng)機(jī)理函數(shù);A為指前因子,min-1;E為煤粉燃燒反應(yīng)表觀活化能,kJ/mol;R為普適氣體常數(shù),R=8.314J/(mol·K);T為熱力學(xué)溫度,K.在求解煤粉燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)時(shí),對(duì)式(8)微分得

圖3轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系

圖3為6mg無煙煤煤粉在300mL/min流化氣量、O2/CO2氣氛、O2體積分?jǐn)?shù)為50%條件下燃燒的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線.通過線性擬合得到不同反應(yīng)條件下的煤燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù),動(dòng)力學(xué)數(shù)值取轉(zhuǎn)化率x從0.1～0.9的平均數(shù),采用無模型計(jì)算方法,由式(10)根據(jù)ln(dx....

圖4動(dòng)力學(xué)參數(shù)的線性擬合

表2微型流化床中的煤燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)樣品氣氛φ(O2)/%E/(kJ·mol-1)A/105min-1擬合系數(shù)無煙煤O2/Ar2175.362.90.98683071.15.880.97275066.15.230.9737無煙煤O....

本文編號(hào)：4003426