MnO2对粉煤燃烧特性的影响

★煤炭科技·加工转化★MnO对粉煤燃烧特性的影响路树萍!唐庆杰2(1,锡林郭勒职业学院,内蒙古锡林浩特市,026000;2.河北北方学院,河北省张家口市,075000摘要以义马粉煤为研究对象,采用热分析技术研究了MnO2对粉煤燃烧特性的影响。研究结果表明,添加MnO2对粉煤的燃烧特性有显著的影响,影响程度与MnO2的用量有关。在实验条件下,MnO2的加入量对燃点没有明显的影响,但对燃烧完全程度及达到最大燃烧速率时的温度具有明显的改进效果。关键词粉煤燃烧特性MnO2热重分析中图分类号TQ530文献标识码BEffect of MnO on the combustion performance of pulverized coalLu Shuping, Tang Qingjie(1. Xilingol Vocational College, Xilingol, Inner Mongolia 026000, China:2. Hebei North University, Zhangjiakou, Hebei 075000, China)Abstract The effect of MnO, on the combustion characteristic of Yi ma pulverized coal isstudied by using thermogravimetric analysis. The results reveals that MnO2 significant effect thecombustion characteristic od pulverized coal. The impact is related to the amount of MnO2. Re-sults based on laboratory test indicate that amount of MnO2 would little impact for flash pointnevertheless, it obviously effect for combustion degree and the temperature of maximum combus-Ion ratesKey words pulverized coal, combustion performance, MnO, thermogravimetric analysis我国是产煤大国也是煤炭消费大国,出产的煤本实验的目的主要是为了充分利用煤炭资源,绝大多数用于直接燃烧,在对煤炭燃烧高效率和低在煤样中加入不同比例MnOz催化剂的情况下观污染的政策指引下,除了改进燃烧设备和工艺外,察煤燃烧特性的变化,通过比较选取有助于提高煤使用煤燃添加剂也是实现煤高效洁净燃烧的有效措燃烧的催化剂用量,以提髙煤燃烧的热效率。施。本文以义马煤为原料,通过实验分析义马煤单1.3仪器设备独燃烧的特性和对加人不同质MnO2)催化剂时原料处理设备有破碎机、筛子、玻璃棒、电子燃烧的特性进行分析。天平、研钵、坩埚和真空干燥箱等,分析样品的设1实验原料及仪器设备备为热重一红外光谱分析仪1.1煤样2实验结果及讨论本实验煤样主要釆用义马长焰煤,对其进行工2.1义马粉煤的燃烧特性分析业分析:Ma为7.29,V。为32.05,A为14.38,义马粉煤的燃烧特性如图1所示,单独燃烧义FC为46.28。根据实验要求,对煤样进行破碎与马煤的DTG曲线有两个峰值,在其对应的TG曲筛分。经过人工初步破碎,之后在振筛机上一段时线上皆有对应的失重。第一个峰值出现在100℃之间,将煤筛分后取用小于1mm粒度范围的煤样前,为脱表面吸附水峰,大约在70C左右,经过1.2催化剂段时间慢慢趋于平稳,说明在样品配好后放人干屮国煤炭第38卷第8期2012年8月燥箱的干燥不够充分;第二个峰值出现在320特性更好,A8、A16组的失重量小于原煤,这两520℃温区,为义马煤的燃烧峰,在图中过峰值点种的配比对义马煤催化助燃效果不好B点对TG曲线做切线和第二次失重时的平行线相交于C点,C点就是义马煤的燃点,可以看出义马AO A2 A4 A8 Al6煤的燃点在370℃左右。70起始点A1650T/C义马煤TG图2MnO2对粉煤燃烧TG曲线的影响40…-义马煤DG终止点如图3所示,随着MnO2加入量的变化,DTG由线的两个峰值区间没有明显的变化,但是峰值的大小有明显的变化,且达到峰值时的温度也有变图1义马粉煤燃烧特性曲线化,即达到最大失重率的温度不同。加入催化剂时此后,在整个燃烧区间,由于煤挥发分的析出达到最大失重率的温度与原煤比较均有所提前,即温度比较高,挥发分燃烧时的温度就能达到焦炭的达到最大失重率的温度减小了。加入催化剂时的峰着火温度,所以挥发分的燃烧与焦炭的燃烧叠加成值大小的变化,大小顺序为A4>A8>A0>A2>个峰。不同的升温速率下达到峰值的温度不同,A16,表明A4、A8组的最大失重率最高,这个配各个峰值点对应的是每个升温速率下的燃烧最大速比下样品可以更快达到最大失重。率,燃烧最大速率的温度在380~420℃之间,并随升温速率的升高而升高。2.2MnO2对粉煤然烧特性的影响5实验选用加人MnO2催化剂不同质量的5组Coal+MnO2的TG和DTG进行对比,见图2和图3。加入5AO A2 A4 A8 A16种不同配比的MnO2为实验样品见表1。配比中L-AOAO组即为单独的义马煤,作为空白对照。表1在义马煤中加入MnO2的5种不同配比表A组义马煤/mgMnO2/mg1002003004005006007008009003000图3MnO2对粉煤燃烧DTG曲线的影响以上分析结果可得出,加入MnO2后A4组A16160这个配比下失重量最大,最大失重率最高,最大失如图2所示,义马煤在加入不同质量的MnO2重率的温度最低。时,随着加入质量的增加,第一次失重开始温度和3结论总失重量没有发生变化,这是水分蒸发过程。燃点和终止点也没有明显的变化,但是样品的总失重量催化剂对煤的作用主要体现在两个方面:一是有明显的变化,即在不同比例情况下失重量的大小对挥发分燃烧的催化作用,二是对固定碳燃烧的催顺序为A2>A4>A0>A8>A16,表明A2、A4化作用。在催化剂的作用下,不仅提高了挥发分的组的失重量最大,这个配比下对义马煤的催化燃烧释放量,而且使挥发分的着火(下转第108页MnO2对粉煤燃烧特性的影增加了封孔深度,封孔剂在风力作用下膨胀时,可研究[J].中国煤炭,2012(3)渗人孔壁周围裂隙,增加与孔壁的粘合度,阻隔外[4]陈杰,金龙哲.关于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效界空气的进入,显著减少孔内的漏风量。与原工艺果的研究[门.煤炭工程,2003(8)相比,煤层钻孔长距离压气带压注浆封孔技术实施[5]吴水平.囊袋式注浆封孔法在煤矿瓦斯抽采封孔中后,瓦斯抽采浓度提高30%以上,瓦斯抽采浓度的应用[J」.煤矿安全,2010(6)[6]王向阳.KFQ-1快速封孔器的研制与应用[J维持在高位的时间较长,衰减幅度较小,显著提高煤炭科技,2007(3)了抽采效果。爹考文献作者简介:李义敬(1987-),男,安徽宿州人,在读]卢平等,低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽研究生,现在中国矿业大学安全工程学院就读安全工程专采卸压瓦斯机理及试验[J,煤炭学报,2010(4)业,从事瓦斯综合治理方面的研究。[2]杨德传等,深部煤巷锚网索耦合支护应用研究[J煤炭工程,2011(2)(责任编辑张艳华)[3]王圣程等,定点定长度新型封孔工艺及工业性试验(上接第60页)裂隙扩展特征数值分析[冂,煤矿安全,2008(7)[3]范钢伟,张东升,马立强.神东矿区浅埋煤层开采[7]汤建泉,何满潮等,开采覆岩运动和破坏规律的实覆岩移动与裂隙分布特征[冂,中国矿业大学学验研究[].中国煤炭,1996(2)报,201l(1)[8]范钢伟,浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机[4]范钢伟,张东升,卢鑫等,浅埋煤层采动导水裂隙理与工程实践[D].徐州:中国矿业大学,2011动态演化规律模拟分析[J].煤炭科学技术,2008(5)作者简介:吴洪胜(1968-),男,工程师,现从事煤[5]吴洪胜,董立军,张国红等,特厚煤层开采主亚关键资源开发管理及开采技术管理工作。层活动特征及其对覆岩移动的控制规律研究[中国煤炭,2012(4)(責任编辑张毅玲)[6]张东升,范钢伟,刘玉德等,浅埋煤层工作面顶板(上接第91页)温度降低了,固定碳在催化剂的社作用下,也同样降低了着火点温度,加快了固定碳2]傅维标,严鸿飞·分析煤粒非均相若火的方法J的燃烧,从而说明了催化剂对燃煤的燃烧过程是起中国科学,1990(6)到了催化作用。[3]章明川.煤粉着火及切圆燃烧火焰稳定性分析[D在样品燃烧的热重分析过程中,采用了干燥北京:清华大学,1990点、燃点和燃尽点作为主要表征点。分析在催化助[4]徐明厚,田翔等.一维炉高浓度煤粉燃烧试验研究燃过程中,将加入不同质量催化剂时的样品的热重].工程热物理学报,1993(7)曲线进行分析,通过对比其水分蒸发温度、着火温5]金茂庐,朱大宏,徐旭常.煤粉气流着火界限的试度、燃尽温度的变化,比较出同种催化剂下,更有验研究[M],北京:科学出版社,1986[6]周建明,公旭中,王永刚,李文华.煤焦CO2气化利于煤催化燃烧的添加比例,选出每种催化剂下的反应性及其动力学模型UJ」.中国煤炭,2005(5)最佳配比,然后将这种比例下的样品再与原煤对比,发现以MnO2作为添加剂时A4组的配比催化作者简介:路树萍(1971—),女,内蒙古锡林浩特剂参与了燃煤的催化燃烧中的化学反应,使煤的热人,内家古锡林郭勒职业学院教务处副教缦,硏究方向:解和燃烧温度降低,失重率提高煤化学参考文献:!]毛健雄等,煤的清洁燃烧[M],北京:科学出版(責任编辑王雅琴)108中国煤炭第38卷第8期2012年8月