热重法研究煤燃烧添加剂的催化效果

采用热量分析法研究了江西丰城劣质煤燃烧特性和稀土助燃添加剂对该煤的催化燃烧作用效果，比较了劣质煤在加入稀土助燃添加剂前后燃烧峰值温度、燃烧反应活化能、反应级数的变化。结果表明，在劣质煤中加入５％的稀土助燃添加剂后，能显著加快煤燃烧速率，降低燃烧反应活化能，从而产生助燃效果，进一步分析了稀土助燃添加剂的催化作用机理。     

煤矸石型煤着火燃尽性能的实验研究

研究开发适用于工业层燃炉和民用炉具的煤矸石型煤燃烧技术是解决煤矸石综合利用难题的一条新途径。通过对煤矸五型煤燃烧过程的实验研究,得出煤矸五型煤着火燃尽特性随温度和时间的变化规律及其关联式,并分析探讨了CR助燃剂的助燃效果和助燃机理,对完善煤矸石型煤的燃烧理论和工艺技术具有一定的参考价值。      

选煤废物（煤泥）的燃用特性研究

本文研究了选煤厂废弃物──煤泥的着火和燃尽特性，揭示出各种添加剂、温度和几何形状等因素对煤泥成型燃烧利用过程的影响规律，分析探讨了添加剂的助燃机理及其应用可行性，以开发和完善煤泥成型燃烧的综合利用工艺和技术具有一定的参考价值。     

煤泥燃烧特性的试验研究

本文研究了选煤厂废弃物－煤泥的着火和燃尽特性．揭示出各种添加剂、湿度和几何形状等因素对煤泥成型燃烧利用过程的影响规律．分析探讨了添加剂的助燃机理及其应用可行性．对开发和完善适合于中国国情的煤泥成型燃用工艺和技术具有一定参考价值，为煤泥污染防治和综合利用提供了一条新途径。     

加热炉富氧燃烧特性的实验及数值模拟

通过实验及数值模拟手段对120 kW级别加热炉实验装置进行了富氧助燃特性及NO_X排放特性的研究。实验装置设置单火嘴、单助燃气主管以及双助燃气副管的设计结构。分别考察了常规空气助燃、局部射流空气助燃以及局部射流富氧助燃等方式下,不同局部射流流量对燃烧烟气温度、烟气NO_X排放量的影响。参照实验设置建立数值模拟模型,考察了局部射流助燃方式下炉膛内流场、温度场的分布情况。研究结果表明,局部射流富氧助燃方式在所考察条件下可提高燃烧温度10%,降低NO_X排放90%,在保持原加热炉设计温度不变的条件下,本燃烧方式具备节能减排效果。     

煤粉固硫燃烧的动力学研究

采用新汶、阳泉原煤作为实验用煤,选择Ca（OH）2作为主固硫剂,考察了Ca／S的变化对燃煤固硫燃烧特性以及动力学参数的影响,采用碳酸盐、氯化物和氢氧化物3大系列化学试剂作为添加剂,在Ca／S为1.5的条件下,考察了它们对Ca（OH）2固硫能力的影响,以及固硫煤粉的燃烧特性和动力学参数的变化,实验表明：1）碳酸钾添加剂的助固硫作用明显,将固硫率提高了14％左右;2）固硫剂Ca（OH）2的加入使Arrhenius曲线斜率增大,明显提高了燃烧反应的活化能;3）随着Ca／S的增加,原煤的着火点和结束点、活化能有逐渐增大的趋势;4）添加剂对原煤燃烧特性的影响并不显著,但对活化能的影响却十分明显,添加剂的加入有效地降低了燃烧反应的活化能。     

配煤添加剂对燃烧烟气的影响

燃煤排放的污染是造成我国大气污染的主要原因。本文分析了添加剂对煤炭燃烧的影响机理,指出配煤添加剂是改善动力煤燃烧的污染排放问题的一个可行途径。     

配煤添加剂对燃煤烟气的影响

燃煤排放的污染是造成我国大气污染的主要原因。本文分析了添加剂对煤炭燃烧的影响机理，指出配煤添加剂是改善动力煤燃烧的污染排放问题的一个可行途径。     

添加剂CeO_2对煤粉燃烧中钙基固硫的影响

针对内蒙古某火电厂用煤,以CaCO3为固硫剂,CeO2为固硫添加剂,进行了箱式电阻炉定温固硫实验,分析了温度、钙硫比、添加剂CeO2对燃煤固硫率的影响;热重法分析了固硫添加剂CeO2对煤炭燃烧性能的影响。结果表明:加入CeO2低温下(850℃、950℃)促进了燃煤固硫,提高了燃煤固硫率,而在高温下(1 050℃),催化作用导致固硫剂表面孔隙迅速堵塞,降低产物层扩散控制阶段反应速率,抑制了固硫过程的进行;CeO2催化了煤炭挥发份和固定碳的燃烧,降低了固硫煤着火点温度和燃尽温度,改善了煤的燃烧性能;揭示了添加剂CeO2催化固硫和催化燃烧的作用机理。     

膜法富氧助燃技术应用于工业锅炉节能减排的研究

膜法富氧助燃技术就是采用高分子膜法产生氧气含量大于21%的富氧空气,根据工业锅炉的结构特点、燃料特性和运行工况,采用独特的喷嘴喷射技术,将富氧空气喷入炉膛燃烧区助燃。将膜法富氧助燃技术用于工业锅炉,不仅能使燃料充分燃烧、优化火焰燃烧特性、提高热量有效利用率、减少热量损失、降低燃料消耗,还能减少烟尘、CO及SO2等污染物的排放,从而有利于提高环境空气质量。     

高炉旋风灰作为自产喷吹煤粉添加剂的相关研究

为了提高高炉干法除尘布袋的寿命,在重力除尘器和布袋除尘器之间加入旋风除尘装置,得到的旋风灰可以作为煤粉添加剂。对首秦高炉旋风灰进行粒度和化学成分分析,研究发现高炉旋风灰可以降低煤粉着火温度,提高燃烧效率,且其粒度分布与喷吹煤粉相似,可以作为高炉喷吹煤粉添加剂。通过实验室测定煤粉添加不同比例旋风灰后的燃烧率,确定在富氧率为3%,旋风灰添加比例为6%的条件下,可达到最佳的煤粉燃烧效果。旋风灰作为高炉自产的喷煤添加剂,与煤粉混合喷吹可以为企业减轻固废处理负担,同时带来可观的经济效益和社会效益。     

促燃脱硫剂对煤炭清洁燃烧的功效及机理分析

用微机热天平和色谱方法测试和研究了促燃脱硫剂在降低煤炭的着水温度、改善煤炭燃烧特性、减少煤炭燃烧造成的环境污染等方面的节能和环保功效。试验结果表明：ＣＣＳ型燃煤促燃脱硫剂能降低煤炭着火温度３０℃～８０℃,提高煤炭利用率１０％～２５％,固硫率３０％～５０％,且明显降低ＣＯ排放量和排烟黑度。本文初步探讨了其作用机理。     

脱硫废水添加对煤燃烧时汞析出特性的影响

为探究含氯脱硫废水溶液添加对煤燃烧时汞析出特性的影响,分别利用沉降炉和管式炉实验装置进行了3种煤在1200℃下的燃烧实验。实验时通过改变模拟脱硫废水溶液的添加量来控制燃煤中氯的质量分数分别为0.00%、0.02%、0.04%和0.06%。分析煤燃烧后烟气中汞浓度、吸收液、飞灰和煤灰中汞含量的变化情况发现:随着加氯量的增加,烟气中Hg0浓度逐渐降低,Hg2+浓度则逐渐升高,但对Hgt（气态总汞）浓度的提升效果相对较差。当加氯量为0.06%时,煤种B在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0浓度下降约2.3 μg/m3,而Hg2+浓度提高约2.6 μg/m3,但Hgt浓度仅提高了0.3 μg/m3。氯的添加也会使飞灰中汞含量增加,煤灰中汞含量降低。通过综合对比分析沉降炉和管式炉实验结果发现:无论是否添加氯,煤在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0比例均小于管式炉实验结果。当煤种B加氯量为0.06%时,在沉降炉和管式炉中燃烧后烟气中Hg0含量占比分别为50.6%和67.8%。此外,还发现3种煤粉在管式炉中加氯燃烧后汞的析出率提高趋势均较沉降炉明显。故含氯脱硫废水溶液的添加可以改变煤燃烧时汞的析出特性,且有利于促进烟气中Hg0的氧化,对燃煤烟气脱汞具有重要作用。     

可燃垃圾与煤粉混合燃烧特性及动力学分析

采用热重分析法对可燃垃圾、煤粉及其混合燃料的燃烧特性进行了分析。研究结果表明:可燃垃圾的热重曲线在220~500℃内存在2个明显的失重区域,煤粉在300~600℃内只有1个失重区域。可燃垃圾着火性能较好,着火点为220℃,可燃垃圾与煤粉混烧时的着火点较可燃垃圾单独燃烧时略有提高,但明显低于煤粉单独燃烧时320℃的着火点。可燃垃圾和煤粉按照2:1、3:1、4:1、5:1混烧时,基本保持垃圾的着火特性,当可燃垃圾的掺混量 ≤ 80%时,可燃垃圾和煤粉混烧时两者之间存在明显的协同促进作用。可燃垃圾的综合燃烧特征指数为3.91×10-7/（min2·K3）,明显高于煤粉,可燃垃圾的添加能提高煤粉的综合燃烧性能,其中可燃垃圾:煤粉=4:1为掺混比例最佳。燃烧动力学分析结果表明:在220~330℃燃烧阶段,混合燃料的活性高于可燃垃圾,在320~570℃高温燃烧阶段,混合燃料的活性略低于可燃垃圾,但是远高于煤粉。可燃垃圾的掺烧量对2个燃烧阶段混合燃料的活性影响不大。     

城市污泥与煤或玉米秆混烧特性及动力学研究

利用热重分析法对城市污泥分别与煤或玉米秆混烧特性进行研究。结果表明:城市污泥燃烧过程存在挥发分析出和燃烧阶段及挥发分和固定碳燃尽阶段两个主要失重区间。城市污泥着火温度低,燃烧温度范围宽,失重速率低,燃尽性能特性指数Cb和综合燃烧特性指数SN性能均低于煤和玉米秆。掺混煤或玉米秆燃烧会改善城市污泥的燃尽特性和综合燃烧特性。采用积分法(Coats-Redfern方程)计算各阶段燃烧反应的动力学参数。混合试样中污泥含量增加,挥发分燃烧阶段活化能减小,固定碳燃烧阶段活化能增加。     

民用燃料燃烧碳质组分及VOCs排放特征

选取北京市地区典型生物质燃料（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗、松木、栗树枝、桃树枝）以及民用煤（烟煤、蜂窝煤）在实验室内进行了模拟燃烧实验,对燃烧产生的颗粒物及气体样品进行采集,采用Model 2001A热/光碳分析仪对不同粒径段颗粒物中的有机碳、元素碳进行测定,采用AgilentGC-MS 5977/7890B气质联用仪对燃烧烟气中的挥发性有机物进行分析.研究表明：除蜂窝煤OC、EC的排放因子在2.5~10μm粒径范围内达到最大,其他8种固体燃料燃烧产生的OC、EC的排放因子最大值均在0~2.5μm粒径范围内.薪柴（栗树枝、桃树枝、松木）、秸秆（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗）和民用煤（蜂窝煤、烟煤）3类物质燃烧排放VOCs的物种分类差异较大.薪柴和民用煤燃烧排放的卤代烃以及含氧有机物的质量分数明显高于秸秆的质量分数;在同一类别中VOCs物质分布趋势一致.3种薪柴平均总VOCs的排放系数为2.02g/kg,4种秸秆平均总VOCs的排放系数为6.89g/kg,2种民用煤平均总VOCs的排放系数为2.03g/kg,秸秆类的排放因子最大.玉米芯、玉米秆、黄豆秆和草梗的臭氧生成潜势较高,而栗树枝、桃树枝、松木、烟煤以及蜂窝煤的臭氧生成潜势较低,且分布类似.烯烃类、烷烃类、芳香烃类是固体燃料燃烧臭氧生成潜势贡献较大的VOCs物质.     

Fe基催化剂对煤热解-燃烧的NOx排放控制耦合效果

为解决民用散烧原煤中NO_x排放高的问题,提出了“热解减氮耦合燃烧脱硝”方法,即将煤与铁助剂混合,通过管式炉热解制备洁净燃料,并对洁净燃料燃烧过程中NO_x排放情况进行研究.结合表征手段,考察铁助剂对氮迁移影响规律.结果表明,铁助剂的负载比为0.5wt%,热解温度为1000℃时耦合效果最佳,相对于未负载时,焦炭燃烧NO_x排放量减少34.65%.热解前负载的铁助剂在焦炭中稳定存在,并可促进热解过程中含氮化合物向N₂的转化;在洁净焦炭燃烧过程中,铁助剂的存在利于C和CO与NO_x还原,进而降低燃烧过程NO_x的高排放.通过一步引入的铁助剂,在煤热解-洁净燃料燃烧过程中对NO_x控制耦合效果,最终实现了NO_x的超低排放.     

北京石景山地区大气中有机污染物特征与成因

对北京石景山地区大气中有机质浓度、各族组成及其饱和烃、多环芳烃的组成和分布特征进行了分析。大气中共检测出40多种多环芳烃,其中很多属于美国国家环保局(EPA)优先控制污染物,以及具有致癌和怀疑有致癌性的多环芳烃。其主要来源于煤的不完全燃烧,也有相当部分来源于汽车尾气的排放。其中煤比石油所造成的污染更为严重。      

煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征

通过煤的灰化程序研究煤中氟在燃烧产物中的静态分布特征,并对不同燃烧方式的工业和电站锅炉燃烧时煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征进行试验结果表明:煤中氟属于强挥发性元素,在煤灰中是非浓集的.煤粉炉燃煤过程中,煤中氟析出强度高,约有94.5%的氟以气态氟形式析出;层燃炉气态氟的析出率略有降低,约有80%的氟以气态氟形式析出.煤粉炉飞灰各级分粒子中氟元素的质量分数分布呈"单峰"型,峰值出现在74～104μm粒度级,约占飞灰总氟量的55%～60%.