水泥企业使用替代燃料，
最关心的一个问题就是：
替
代燃料能否燃烧完全，或者其燃烧速度相较于煤粉如何
。一旦燃烧不完全，会带来各种问题，
替代燃料的用量也无法增加。
很多中英文的文章介绍了
评估替代燃料燃烧速度的一种方法：热分析！
热分析主要包括
热重分析（TG和DTG）、差示扫描量热法（DSC）等
。
- TG— 控制一定升温速率，观察样品重量随着时间、温度的变化情况；
- DTG— 和TG类似，只是TG曲线对于时间的一阶导数，可以看出变化的快慢，简称微商热重曲线；
-
DSC—记录样品在加热过程中，是在吸热还是放热，可以据此推断其反应情况。
热分析方法通过测定样品在加热过程中的热力学性质变化，有助于揭示样品的物理、化学变化过程，
是一种应用非常广泛的分析方法
，比如用在煤粉的分析上。那这里
为什么我们要慎重看待热力分析的结果呢？
我们先来看一些文章热分析的结果. 图1是文献[1]中
研究不同掺混比例生物质与煤混烧的热分析结果
，不同颜色代表了不同的玉米秸秆掺烧量，上图是热重曲线，下图是重量变化的速度，可以看出随着煤种掺入玉米秸秆，燃烧提前并加快，最后的燃尽率也更高。图2为文献2中将
城市生活垃圾和稻壳按比例混合后制备的垃圾衍生燃料的TG曲线
，其中MSW为纯生活垃圾，RH为纯稻壳，其它则为两者的混合物，基于TG-DTG结果，作者得出：
各组 衍生燃料的活化能都较小，燃烧所需能量少，着火温度较煤等燃料的温度低。
图1 不同掺烧比例玉米秸秆与煤粉混烧的TG-DTG曲线
图2 生活垃圾、稻壳和混合物的TG曲线
这里面，
我们首先认为TG-DTG结果肯定是真实的，那么
为什么对其得出的结果要慎重呢？
原因其实非常简单：热分析用的样品和实际样品差别太大！
实际喂入窑炉里面的替代燃料尺寸都是几十mm，甚至上百mm，水分都在10%以上甚至30%-50%
，而在做热分析之前，由于分析仪器的限制，不经过改装的仪器
样品用量通常就是5-10 mg，这意味着需要对样品进行非常细致的处理，包括烘干、剪碎、粉磨，然后再从中取出一点点进行试验，这样的结果和实际自然会有非常大的偏差。
所以我们看到
使用热分析仪所得结果中几乎所有替代燃料都比煤粉更好烧，但实际情况却完全不是这样。
[实际使用中煤粉确实是烘干粉磨后的，但替代燃料则是大尺寸、高水分的]
例如文献1中对生物质的处理包括“生物质颗粒
经过烘干后，放入研磨机进行破碎和研磨，后过筛制成粒径小于0.45mm 的样品，再放于 105℃烘箱中干燥至恒重
”；文献2中对生活垃圾的处理包括“本文以南京市某垃圾中转站的原生城市生活垃圾
为原料，通过人工删选、分离、干燥后破碎，
使其粒径≤
1 mm
”。实际应用的条件和处理结果相比简直相差十万八千里。
那么有没有更好的方法呢？答案是有的。就是
采用自制的热分析装置，从而允许试验时使用更多数量的样品，也无需对样品进行过多处理。
例如文献3中，作者自制了如下的热分析装置，其允许样品直径达到22 mm，高度则明显更高，从而允许大颗粒的橡胶等替代燃料的研究。
图3 文献3中作者设计的热分析装置
文献3中，作者研究了不同直径、不同温度下橡胶样品的TG曲线，如图4所示。可以看出，
在840℃下，直径22mm的橡胶圆柱完全燃尽的时间在250 s以上
[超过了4分钟]，温度越低则时间越久。
这样的结果比直接用热分析得到的结果明显更为真实！
图3 采用自制热分析设备研究橡胶圆柱体的TG曲线
总之，
很多替代燃料供应商、装备供应商、水泥集团都会将热分析仪检测的结果作为判断替代燃料能否使用及如何更好使用的依据
。从以上分析可以看出，
热分析仪数mg样品所得的结果，和实际情况差异巨大
。企业赏到热分析结果时务必要了解清楚样品的前期处理情况及样品用量，
只有和实际应用相近样品所得结果才有参考价值。
参考文献：
[1] 高掺混比例下不同生物质与煤粉混燃实验研究
[2]
城市生活垃圾与稻壳混合制取垃圾衍生燃料的动力学
[3] Alternative fuels in cement production
