生物質(zhì)與煤矸石混合熱解與燃燒特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤矸石是目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一,具有低揮發(fā)分、高灰分、低熱值和難燃燒等特點(diǎn)。同時(shí),我國(guó)有大量的生物質(zhì)資源,生物質(zhì)具有高揮發(fā)分、低灰分的特點(diǎn)。煤矸石和生物質(zhì)的混燒為綜合利用煤矸石和生物質(zhì)提供了一種新途徑,不僅能節(jié)約能源,還有利于環(huán)保,具有很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文中在深入分析煤矸石和生物質(zhì)的利用及研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)煤矸石和生物質(zhì)以及它們的不同質(zhì)量比例混合物進(jìn)行了工業(yè)分析,并利用熱重分析法研究了它們的熱解與燃燒特性,得到了其

2、熱解特性參數(shù)與動(dòng)力學(xué)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,生物質(zhì)的熱解過(guò)程可分為四個(gè)階段:干燥階段、預(yù)熱階段、揮發(fā)分析出階段和碳化階段,熱解失重主要發(fā)生在揮發(fā)分析出階段。生物質(zhì)與煤矸石的共熱解過(guò)程中,有兩段劇烈失重。第一段劇烈失重區(qū)域與生物質(zhì)單獨(dú)熱解的劇烈失重區(qū)域大體相同,而第二段失重區(qū)域與煤矸石單獨(dú)熱解的劇烈失重區(qū)域大體相同。煤矸石的活化能遠(yuǎn)大于生物質(zhì),生物質(zhì)與煤矸石在共熱解時(shí)活化能隨生物質(zhì)比例的增加而減小。對(duì)煤矸石和生物質(zhì)及其混合物的著火特性、燃盡特

3、性、綜合燃燒性能和燃燒放熱性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,在煤中加入生物質(zhì)后,燃燒明顯分成兩個(gè)階段,著火提前,同時(shí)可以獲得更好的燃盡特性;生物質(zhì)和煤混合后,熱值增加,提高了生物質(zhì)的利用價(jià)值。此外,通過(guò)對(duì)熱重(TG)、微分熱重(DTG)和差熱(DTA)曲線的深入分析,獲得了煤矸石和生物質(zhì)的燃燒特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,煤矸石和生物質(zhì)的燃燒都分為三個(gè)階段:預(yù)熱干燥階段、揮發(fā)分析出著火并燃燒階段、固定碳著火并燃燒階段。煤矸石和生物質(zhì)混合燃燒時(shí),混合物