★煤炭科技·加工轉(zhuǎn)化★MnO對粉煤燃燒特性的影響路樹萍!唐慶杰2(1,錫林郭勒職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古錫林浩特市,026000;2.河北北方學(xué)院,河北省張家口市,075000摘要以義馬粉煤為研究對象,采用熱分析技術(shù)研究了MnO2對粉煤燃燒特性的影響。研究結(jié)果表明,添加MnO2對粉煤的燃燒特性有顯著的影響,影響程度與MnO2的用量有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)條件下,MnO2的加入量對燃點(diǎn)沒有明顯的影響,但對燃燒完全程度及達(dá)到最大燃燒速率時的溫度具有明顯的改進(jìn)效果。關(guān)鍵詞粉煤燃燒特性MnO2熱重分析中圖分類號TQ530文獻(xiàn)標(biāo)識碼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我國是產(chǎn)煤大國也是煤炭消費(fèi)大國,出產(chǎn)的煤本實(shí)驗(yàn)的目的主要是為了充分利用煤炭資源,絕大多數(shù)用于直接燃燒,在對煤炭燃燒高效率和低在煤樣中加入不同比例MnOz催化劑的情況下觀污染的政策指引下,除了改進(jìn)燃燒設(shè)備和工藝外,察煤燃燒特性的變化,通過比較選取有助于提高煤使用煤燃添加劑也是實(shí)現(xiàn)煤高效潔凈燃燒的有效措燃燒的催化劑用量,以提髙煤燃燒的熱效率。施。本文以義馬煤為原料,通過實(shí)驗(yàn)分析義馬煤單1.3儀器設(shè)備獨(dú)燃燒的特性和對加人不同質(zhì)MnO2)催化劑時原料處理設(shè)備有破碎機(jī)、篩子、玻璃棒、電子燃燒的特性進(jìn)行分析。天平、研缽、坩堝和真空干燥箱等,分析樣品的設(shè)1實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備備為熱重一紅外光譜分析儀1.1煤樣2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論本實(shí)驗(yàn)煤樣主要釆用義馬長焰煤,對其進(jìn)行工2.1義馬粉煤的燃燒特性分析業(yè)分析:Ma為7.29,V。為32.05,A為14.38,義馬粉煤的燃燒特性如圖1所示,單獨(dú)燃燒義FC為46.28。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,對煤樣進(jìn)行破碎與馬煤的DTG曲線有兩個峰值,在其對應(yīng)的TG曲篩分。經(jīng)過人工初步破碎,之后在振篩機(jī)上一段時線上皆有對應(yīng)的失重。第一個峰值出現(xiàn)在100℃之間,將煤篩分后取用小于1mm粒度范圍的煤樣前,為脫表面吸附水峰,大約在70C左右,經(jīng)過1.2催化劑段時間慢慢趨于平穩(wěn),說明在樣品配好后放人干屮國煤炭第38卷第8期2012年8月燥箱的干燥不夠充分;第二個峰值出現(xiàn)在320特性更好,A8、A16組的失重量小于原煤,這兩520℃溫區(qū),為義馬煤的燃燒峰,在圖中過峰值點(diǎn)種的配比對義馬煤催化助燃效果不好B點(diǎn)對TG曲線做切線和第二次失重時的平行線相交于C點(diǎn),C點(diǎn)就是義馬煤的燃點(diǎn),可以看出義馬AO A2 A4 A8 Al6煤的燃點(diǎn)在370℃左右。70起始點(diǎn)A1650T/C義馬煤TG圖2MnO2對粉煤燃燒TG曲線的影響40…-義馬煤DG終止點(diǎn)如圖3所示,隨著MnO2加入量的變化,DTG由線的兩個峰值區(qū)間沒有明顯的變化,但是峰值的大小有明顯的變化,且達(dá)到峰值時的溫度也有變圖1義馬粉煤燃燒特性曲線化,即達(dá)到最大失重率的溫度不同。加入催化劑時此后,在整個燃燒區(qū)間,由于煤揮發(fā)分的析出達(dá)到最大失重率的溫度與原煤比較均有所提前,即溫度比較高,揮發(fā)分燃燒時的溫度就能達(dá)到焦炭的達(dá)到最大失重率的溫度減小了。加入催化劑時的峰著火溫度,所以揮發(fā)分的燃燒與焦炭的燃燒疊加成值大小的變化,大小順序?yàn)锳4>A8>A0>A2>個峰。不同的升溫速率下達(dá)到峰值的溫度不同,A16,表明A4、A8組的最大失重率最高,這個配各個峰值點(diǎn)對應(yīng)的是每個升溫速率下的燃燒最大速比下樣品可以更快達(dá)到最大失重。率,燃燒最大速率的溫度在380~420℃之間,并隨升溫速率的升高而升高。2.2MnO2對粉煤然燒特性的影響5實(shí)驗(yàn)選用加人MnO2催化劑不同質(zhì)量的5組Coal+MnO2的TG和DTG進(jìn)行對比,見圖2和圖3。加入5AO A2 A4 A8 A16種不同配比的MnO2為實(shí)驗(yàn)樣品見表1。配比中L-AOAO組即為單獨(dú)的義馬煤,作為空白對照。表1在義馬煤中加入MnO2的5種不同配比表A組義馬煤/mgMnO2/mg1002003004005006007008009003000圖3MnO2對粉煤燃燒DTG曲線的影響以上分析結(jié)果可得出,加入MnO2后A4組A16160這個配比下失重量最大,最大失重率最高,最大失如圖2所示,義馬煤在加入不同質(zhì)量的MnO2重率的溫度最低。時,隨著加入質(zhì)量的增加,第一次失重開始溫度和3結(jié)論總失重量沒有發(fā)生變化,這是水分蒸發(fā)過程。燃點(diǎn)和終止點(diǎn)也沒有明顯的變化,但是樣品的總失重量催化劑對煤的作用主要體現(xiàn)在兩個方面:一是有明顯的變化,即在不同比例情況下失重量的大小對揮發(fā)分燃燒的催化作用,二是對固定碳燃燒的催順序?yàn)锳2>A4>A0>A8>A16,表明A2、A4化作用。在催化劑的作用下,不僅提高了揮發(fā)分的組的失重量最大,這個配比下對義馬煤的催化燃燒釋放量,而且使揮發(fā)分的著火(下轉(zhuǎn)第108頁MnO2對粉煤燃燒特性的影增加了封孔深度,封孔劑在風(fēng)力作用下膨脹時,可研究[J].中國煤炭,2012(3)滲人孔壁周圍裂隙,增加與孔壁的粘合度,阻隔外[4]陳杰,金龍哲.關(guān)于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效界空氣的進(jìn)入,顯著減少孔內(nèi)的漏風(fēng)量。與原工藝果的研究[門.煤炭工程,2003(8)相比,煤層鉆孔長距離壓氣帶壓注漿封孔技術(shù)實(shí)施[5]吳水平.囊袋式注漿封孔法在煤礦瓦斯抽采封孔中后,瓦斯抽采濃度提高30%以上,瓦斯抽采濃度的應(yīng)用[J」.煤礦安全,2010(6)[6]王向陽.KFQ-1快速封孔器的研制與應(yīng)用[J維持在高位的時間較長,衰減幅度較小,顯著提高煤炭科技,2007(3)了抽采效果。爹考文獻(xiàn)作者簡介:李義敬(1987-),男,安徽宿州人,在讀]盧平等,低透氣性煤層群高瓦斯采煤工作面強(qiáng)化抽研究生,現(xiàn)在中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院就讀安全工程專采卸壓瓦斯機(jī)理及試驗(yàn)[J,煤炭學(xué)報,2010(4)業(yè),從事瓦斯綜合治理方面的研究。[2]楊德傳等,深部煤巷錨網(wǎng)索耦合支護(hù)應(yīng)用研究[J煤炭工程,2011(2)(責(zé)任編輯張艷華)[3]王圣程等,定點(diǎn)定長度新型封孔工藝及工業(yè)性試驗(yàn)(上接第60頁)裂隙擴(kuò)展特征數(shù)值分析[冂,煤礦安全,2008(7)[3]范鋼偉,張東升,馬立強(qiáng).神東礦區(qū)淺埋煤層開采[7]湯建泉,何滿潮等,開采覆巖運(yùn)動和破壞規(guī)律的實(shí)覆巖移動與裂隙分布特征[冂,中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)驗(yàn)研究[].中國煤炭,1996(2)報,201l(1)[8]范鋼偉,淺埋煤層開采與脆弱生態(tài)保護(hù)相互響應(yīng)機(jī)[4]范鋼偉,張東升,盧鑫等,淺埋煤層采動導(dǎo)水裂隙理與工程實(shí)踐[D].徐州:中國礦業(yè)大學(xué),2011動態(tài)演化規(guī)律模擬分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2008(5)作者簡介:吳洪勝(1968-),男,工程師,現(xiàn)從事煤[5]吳洪勝,董立軍,張國紅等,特厚煤層開采主亞關(guān)鍵資源開發(fā)管理及開采技術(shù)管理工作。層活動特征及其對覆巖移動的控制規(guī)律研究[中國煤炭,2012(4)(責(zé)任編輯張毅玲)[6]張東升,范鋼偉,劉玉德等,淺埋煤層工作面頂板(上接第91頁)溫度降低了,固定碳在催化劑的社作用下,也同樣降低了著火點(diǎn)溫度,加快了固定碳2]傅維標(biāo),嚴(yán)鴻飛·分析煤粒非均相若火的方法J的燃燒,從而說明了催化劑對燃煤的燃燒過程是起中國科學(xué),1990(6)到了催化作用。[3]章明川.煤粉著火及切圓燃燒火焰穩(wěn)定性分析[D在樣品燃燒的熱重分析過程中,采用了干燥北京:清華大學(xué),1990點(diǎn)、燃點(diǎn)和燃盡點(diǎn)作為主要表征點(diǎn)。分析在催化助[4]徐明厚,田翔等.一維爐高濃度煤粉燃燒試驗(yàn)研究燃過程中,將加入不同質(zhì)量催化劑時的樣品的熱重].工程熱物理學(xué)報,1993(7)曲線進(jìn)行分析,通過對比其水分蒸發(fā)溫度、著火溫5]金茂廬,朱大宏,徐旭常.煤粉氣流著火界限的試度、燃盡溫度的變化,比較出同種催化劑下,更有驗(yàn)研究[M],北京:科學(xué)出版社,1986[6]周建明,公旭中,王永剛,李文華.煤焦CO2氣化利于煤催化燃燒的添加比例,選出每種催化劑下的反應(yīng)性及其動力學(xué)模型UJ」.中國煤炭,2005(5)最佳配比,然后將這種比例下的樣品再與原煤對比,發(fā)現(xiàn)以MnO2作為添加劑時A4組的配比催化作者簡介:路樹萍(1971—),女,內(nèi)蒙古錫林浩特劑參與了燃煤的催化燃燒中的化學(xué)反應(yīng),使煤的熱人,內(nèi)家古錫林郭勒職業(yè)學(xué)院教務(wù)處副教縵,硏究方向:解和燃燒溫度降低,失重率提高煤化學(xué)參考文獻(xiàn):!]毛健雄等,煤的清潔燃燒[M],北京:科學(xué)出版(責(zé)任編輯王雅琴)108中國煤炭第38卷第8期2012年8月