PDF《中国腐蚀与防护学报投稿论文参考》

结构炭和末熔炭主要源自情质组,它们在加热过程中既不变形也不软化,挥发分产率很低,未经塑性变化过 程,燃烧时可导致炭壁即细胞壁逐渐断裂,所以由情质组形成的残炭几乎没有气孔,同时也程度不同地保存有原惰质 组的形态,结构乃至光性持征.研究表明空心炭和网状炭在燃烧时,热化学反应首先发生在挥发分析出所产生的气孔 中,随着燃烧的进行,表现出密度不断变化、直径不变的燃烧持征,即服从所谓的 等直径 燃烧方式,而结构炭和 末熔炭则表现出从颗粒表面向内部燃烧,即密度不变,直径不断缩小的燃烧过程,服从所谓的 等密度 燃烧方式.

三、难燃组分的研究

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3 粉煤灰中未燃组分即残炭主要来源于煤中难燃组分.对难燃组分主要是从煤岩学的角度来研究,不同的煤岩组分将影 响煤的燃烧特性.近几年的研究表明,粉煤灰中的残炭与原煤中的惰性组有明显的依赖关系.大量惰性组形成的未熔 炭燃烧活性差是影响电厂飞灰含炭量高的重要原因之一.

1、煤岩组分的热解作用研究:热解是煤粉燃烧的初始阶段,也是一个重要的阶段.因此,研究煤粉的燃烧特性,首 先总是涉及到其热解过程.在这方面的研究有:KrevelenL研究了不同煤岩组分热解过程的最大失重速率随热解温度的 变化规律,表明稳定组的失重速率最大,其次是镜质组,丝质体最小.此外,他还研究了不同煤岩组分的软化及粘结 性能,表明稳定组的膨胀性能最强,其次是镜质组,惰性组在热解阶段不发生软化.从而也不表现出膨胀及粘结性. li等研究了不同温度及不同升温速率下Linby煤和PointofAyr煤中镜质组、稳定组和惰性组热解时的焦油产率及挥发物 收率.结果表明稳定组的焦油及挥发物产率最高,镜质体次之,情性组最低.而且,稳定组开始形成焦油及挥发物的 温度较低,而情性组的形成温度最高.舒新前[4]通过对神木煤热解过程中的挥发物释放规律的研究发现,镜煤(富镜 质组煤)比丝炭(富惰性组煤)的挥发物产率要高.

2、煤焦形态的研究:煤粉热解脱除挥发物后将形成固体煤焦,它是燃烧过程的物质基础.不仅其成分,而且包括其 颗粒形状和大小、孔隙特性等均对燃烧过程有着重要的影响,而后者我们统称为煤焦形态.尽管许多研究者关于煤焦 形态的研究,做了很多工作.但仍然存在着一些不足,主要可归纳为:(1)迄今为止,关于煤焦形态的分类依据主要 是颗粒大小、孔隙大小及孔隙度、孔隙的连通程度、颗粒的熔融膨胀程度、外表形态、光学结构及孔壁厚度等.(2) 分类系统及名词术语较为混乱.舒新前认为,热解过程中煤粉脱挥发分状况及颗粒的熔融变化程是影响煤焦形态的主 要原因.它决定了煤焦的颗粒状况、孔隙特征及光学性质.因此.颗粒的熔融变化程度应作为煤焦形态类型划分的主 要依据,由此派生出来的煤焦颗粒的其它特征则只能作为次依据.此外,根据颗粒上原始胞腔的保留程度将未熔融状 焦分为致密状焦、结构状焦及矿质型焦三种类型.

3、煤焦的燃烧状况及煤中难燃组分的研究: 3.1煤焦的燃烧状况:Hamilton认为镜质组多形成胞状焦,因此易于燃烬.Shibaka研究后认为.原煤中惰性组的反射 率值差别较大.大多数惰性组是半丝质体、碎屑惰性体等,其反射率值较低.热解时易形成胞状焦.而那些反射率值 较高的惰性组.如丝质体则易形成密实焦.Jones等认为,与镜质组相比丝质体易形成更多的大颗粒焦,其孔隙率较 低.但是,两者间的差别格随着变质程度的升高而缩小,也就是说,燃烧是以等直径的方式进行.而密实焦和碎屑焦 由于孔隙不发达,因此空气很难进入焦粒内部,燃烧一股是在颗粒的外表面进行.这样,随着燃烧过程的进行,颗粒 的粒度会逐渐减小,而其密度则近于保持不变,即所谓的等密度燃烧方式.另一些焦则以混合方式燃烧. 3.2煤中难燃组分的研究 3.2.1煤中难燃组分的研究现状:如前所述.自从Shibaoka注意到了煤中各种煤岩组分间的燃烧特性差异以来,许多 学者相继开展了煤中难燃组分的研究.Nand等研究认为,煤中镜质组易于燃烬、惰性组成于燃烬,而且电厂飞灰中 的未燃炭与原煤中的惰性组(主要是丝质体、半丝质体、粗粒体及假镜质体)有明显的依赖关系.Lee等研究发现.飞 灰中的末燃炭与原煤中的丝质体、微粒体和氧化镜质体具有很大的相关性.然而.另外一些学者研究认为,并不是煤 中所有的惰性组分均是难燃组分.因此.人们指出了利用反射率值确定煤中难燃组分的方法.Jones指出了可以用反 射率值确定煤中的熔融组分、部分熔融组分及非熔融组分.并规定了反射率值为1.3%―1.8%.即反射率值低于1.3% 的惰性组分.在热解过程中也会发生熔融流动,反射率值在1.3%―1.8%之间的惰性组分会发生部分熔融,而反射 率值大于1.8%的惰性组分则不会出现熔融流动现象.Falcon等认为,煤中的活性情性组分是反射率值比镜质组高0.0 3%范围内的组分.SkoruPska等认为活性情性组分是反射率值比镜质组高0.5%范围内的那些组分.Gray等认为,煤中 的真正惰性组分主要是丝质体、2/3左右的半丝质体、微粒体、粗粒体和菌类体. Thoms等还利用激光反应器研究了煤中惰性组分的反应活性.并与前人的研究结果进行了对比.基于此,在确定煤中 难燃组分时,在以前工作的基础上,舒新前采用重液离心分离――热天平分析及沉降炉试验相结合的办法,证实了我 国阳泉无烟煤、淮南中挥发分烟煤及神木高挥发分烟煤中确实存在着一定数量的难燃组分,它们分别对应于一定的比 重段.M.M.Maroro-Valer等利用重液离心分离分离出惰质组、均质焦、非均质焦.研究表明:密度不同时主要显微成 分不同,密度小于1.65g/cm3的飞灰惰质组的比例最大;