期刊导航
期刊开放获取
上海教育软件发展有限公..
期刊文献
+
任意字段
题名或关键词
题名
关键词
文摘
作者
第一作者
机构
刊名
分类号
参考文献
作者简介
基金资助
栏目信息
任意字段
题名或关键词
题名
关键词
文摘
作者
第一作者
机构
刊名
分类号
参考文献
作者简介
基金资助
栏目信息
检索
高级检索
期刊导航
共找到
2
篇文章
<
1
>
每页显示
20
50
100
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
显示方式：
文摘
详细
列表
相关度排序
被引量排序
时效性排序
热分析获取锅炉内煤着火特性—Part Ⅰ:比热容、着火温度和着火热
被引量：
1
1
作者
刘洋
石泽正
+7 位作者
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1303-1314,共12页
现有热分析获取的煤/低温热解焦着火温度值比锅炉内煤着火温度低200~300 K,普遍观点认为热分析仪的升温速率β过低是导致上述结果的主因,但其本质原因应是以往的研究选择的样品反应性过高而导致煤/焦着火提前,同时常用的TG-DTG切线法求...
现有热分析获取的煤/低温热解焦着火温度值比锅炉内煤着火温度低200~300 K,普遍观点认为热分析仪的升温速率β过低是导致上述结果的主因,但其本质原因应是以往的研究选择的样品反应性过高而导致煤/焦着火提前,同时常用的TG-DTG切线法求着火温度不够准确。为解决上述问题,采用非等温TG-DSC获取了2种高温(1400℃)快速热解准东煤焦在不同β下的着火特性包括比热容、着火温度和着火热,考察了β对煤焦着火特性的影响。采用David Merrick模型获取了煤焦的比热容,发现其不受β的影响但与温度的变化相关;用指数函数描述了比热容与温度的关系,得到2种煤焦在0~1600℃的比热容为0.65~1.99 kJ/(kg·K)。采用基于Semenov热爆炸理论的DSC或DTG拐点法和TG-DTG切线法获取了煤焦的着火温度,发现DSC拐点法和DTG拐点法获取的着火温度相当,即两者具有等效性,且始终高于TG-DTG切线法获得的着火温度;着火温度随着β的增加而增加,但增加幅度逐渐减少,可用指数函数描述。将β设置为锅炉中常见的升温速率如105 K/s,可获得煤焦的极限着火温度。采用DSC拐点法和TG-DTG切线法获得的煤焦极限着火温度分别为673~680℃和644~659℃,前者与文献中在携带流反应器(类似锅炉环境)中获得的同类型煤样的着火温度值一致,而后者则会低估着火温度。结合高温热解焦比煤/低温热解焦的反应性低的事实,指出制取反应性合适的高温热解(类似锅炉环境温度)煤焦样品和采用DSC或DTG拐点法获取煤焦的极限着火温度可实现热分析对锅炉内煤着火温度的预测。根据极限着火温度获取了锅炉内2种煤焦的着火热q_(ig)为3414~3669 kJ/kg,并计算了风煤比为0.9~2.5下2种煤焦的理论着火热为1826~2811 kJ/kg。q_(ig)比相应煤焦的理论着火热值大,表明理论着火热可能高估煤在锅炉内的实际着火能力。对热分析获取锅炉内煤着火特性的合理性进行了全方位诠释,所提出的热分析方法论可为获取CFD模拟锅炉内煤着火特性所需的基础数据提供参考。
展开更多
关键词
热分析
DSC拐点法
极限着火温度
着火热
比热容
升温速率
准东煤
在线阅读
下载PDF
职称材料
热分析获取锅炉内煤着火特性——Part Ⅱ:本征反应动力学
2
作者
刘洋
石泽正
+7 位作者
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
《煤炭学报》
北大核心
2025年第4期2246-2261,共16页
煤焦的本征反应动力学模型是计算流体力学(CFD)模拟锅炉内煤着火燃烧速率所需的关键子模型,通常可由热分析获得。热分析反应动力学的研究虽然已发展了数十年,但仍然存在3个问题:(1)非等温和等温动力学参数的不统一;(2)定值动力学参数和...
煤焦的本征反应动力学模型是计算流体力学(CFD)模拟锅炉内煤着火燃烧速率所需的关键子模型,通常可由热分析获得。热分析反应动力学的研究虽然已发展了数十年,但仍然存在3个问题:(1)非等温和等温动力学参数的不统一;(2)定值动力学参数和变动力学参数均值的不统一;(3)缺乏不含不确定参数的通用动力学模型,如常用的n级动力学模型、随机孔模型和自催化模型分别含有不确定性参数,如反应级数n、结构参数ψ、反应指数a和c。为解决上述问题,提出了通用表面活化函数模型GSAFM,其反应机理函数f(X)=1-X(X为转化率),且活化能EX和指前因子AX是随转化率变化的。采用4种等转化率法(变动力学参数模型)包括等温(ISO)GSAFM、非等温(NON)GSAFM、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS),以及一种定值动力学模型ISAFM,对将军庙(JJM)和红沙泉(HSQ)煤焦的非等温和等温燃烧的本征反应速率进行了预测。结果表明,ISO GSAFM具有最好的预测效果;FWO和KAS的预测效果很差,主要由于这2种模型涉及的温度积分近似处理给EX的求取带来了一定的误差,该误差在求取AX时呈指数级放大。ISOGSAFM获取的煤焦等温燃烧的EX均值为141k J/mol,与ISAFM获取的146 k J/mol接近,从而解决了问题(2);其获取的动力学参数可以很好地预测煤焦非等温燃烧的本征反应速率,表明非等温和等温试验可以共用ISO GSAFM获取的动力学参数,即解决了问题(1);其f(X)=1–X,具有不含不确定参数的通用性,即解决了问题(3)。ISO GSAFM得到的煤焦的EX在着火区间达到最大值,这一现象表明,煤在锅炉内的着火过程是其燃烧过程中最困难的环节;随后,EX由于煤焦燃烧进入稳定阶段而逐渐减小,但在反应后期会转变为快速增大的趋势,这符合煤焦在反应后期存在失活现象的事实。因此,ISO GSAFM在解决问题(1)~(3)的同时还能解释试验现象,有望为以基于定值动力学模型的CFD模拟提供新的本征反应动力学子模型。同种煤阶的JJM和HSQ煤焦存在理化结构上的差异,但两者的EX随转化率变化的趋势相似且大小差异小于5%,采用各自变动力学参数的算数平均可对其本征反应速率进行准确预测,表明同种煤阶的不同煤焦的本征反应速率可以用基于GSAFM的均值动力学参数进行预测,即有望实现同一种煤阶的煤焦反应速率采用同一种变动力学参数(多样本的均值)进行预测。此外,GSAFM表明煤焦的EX只与其化学结构相关,利用变活化能的特征值可精细化地研究煤焦的化学结构对其本征反应性影响的内在机理,如前述的着火困难和失活机理等;用煤焦的化学结构预测出EX后,可通过GSAFM直接预测出煤焦的本征反应速率;上述关联方法为煤焦结构与反应性的研究提供了新的思路。
展开更多
关键词
热分析
通用表面活化函数模型
等转化率法
本征反应动力学
变活化能
着火特性
化学结构
在线阅读
下载PDF
职称材料
题名
热分析获取锅炉内煤着火特性—Part Ⅰ:比热容、着火温度和着火热
被引量：
1
1
作者
刘洋
石泽正
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
机构
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院
中国华能集团有限公司
华中科技大学能源与动力工程学院
华能营口热电有限责任公司
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1303-1314,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51706081)
国家重点研发计划资助项目(2018YFB0604102)
国家自然科学基金重大科研仪器研制资助项目(51827808)。
文摘
现有热分析获取的煤/低温热解焦着火温度值比锅炉内煤着火温度低200~300 K,普遍观点认为热分析仪的升温速率β过低是导致上述结果的主因,但其本质原因应是以往的研究选择的样品反应性过高而导致煤/焦着火提前,同时常用的TG-DTG切线法求着火温度不够准确。为解决上述问题,采用非等温TG-DSC获取了2种高温(1400℃)快速热解准东煤焦在不同β下的着火特性包括比热容、着火温度和着火热,考察了β对煤焦着火特性的影响。采用David Merrick模型获取了煤焦的比热容,发现其不受β的影响但与温度的变化相关;用指数函数描述了比热容与温度的关系,得到2种煤焦在0~1600℃的比热容为0.65~1.99 kJ/(kg·K)。采用基于Semenov热爆炸理论的DSC或DTG拐点法和TG-DTG切线法获取了煤焦的着火温度,发现DSC拐点法和DTG拐点法获取的着火温度相当,即两者具有等效性,且始终高于TG-DTG切线法获得的着火温度;着火温度随着β的增加而增加,但增加幅度逐渐减少,可用指数函数描述。将β设置为锅炉中常见的升温速率如105 K/s,可获得煤焦的极限着火温度。采用DSC拐点法和TG-DTG切线法获得的煤焦极限着火温度分别为673~680℃和644~659℃,前者与文献中在携带流反应器(类似锅炉环境)中获得的同类型煤样的着火温度值一致,而后者则会低估着火温度。结合高温热解焦比煤/低温热解焦的反应性低的事实,指出制取反应性合适的高温热解(类似锅炉环境温度)煤焦样品和采用DSC或DTG拐点法获取煤焦的极限着火温度可实现热分析对锅炉内煤着火温度的预测。根据极限着火温度获取了锅炉内2种煤焦的着火热q_(ig)为3414~3669 kJ/kg,并计算了风煤比为0.9~2.5下2种煤焦的理论着火热为1826~2811 kJ/kg。q_(ig)比相应煤焦的理论着火热值大,表明理论着火热可能高估煤在锅炉内的实际着火能力。对热分析获取锅炉内煤着火特性的合理性进行了全方位诠释,所提出的热分析方法论可为获取CFD模拟锅炉内煤着火特性所需的基础数据提供参考。
关键词
热分析
DSC拐点法
极限着火温度
着火热
比热容
升温速率
准东煤
Keywords
thermal analysis
DSC inflection point method
limiting ignition temperature
ignition heat
specific heat capacity
heating rate
Zhundong coal
分类号
TQ533 [化学工程—煤化学工程]
在线阅读
下载PDF
职称材料
题名
热分析获取锅炉内煤着火特性——Part Ⅱ:本征反应动力学
2
作者
刘洋
石泽正
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
机构
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院
中国华能集团有限公司
华能营口热电有限责任公司
华中科技大学能源与动力工程学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第4期2246-2261,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(51706081)
国家自然科学基金重大科研仪器研制资助项目(51827808)
国家重点研发计划资助项目(2018YFB0604102)。
文摘
煤焦的本征反应动力学模型是计算流体力学(CFD)模拟锅炉内煤着火燃烧速率所需的关键子模型,通常可由热分析获得。热分析反应动力学的研究虽然已发展了数十年,但仍然存在3个问题:(1)非等温和等温动力学参数的不统一;(2)定值动力学参数和变动力学参数均值的不统一;(3)缺乏不含不确定参数的通用动力学模型,如常用的n级动力学模型、随机孔模型和自催化模型分别含有不确定性参数,如反应级数n、结构参数ψ、反应指数a和c。为解决上述问题,提出了通用表面活化函数模型GSAFM,其反应机理函数f(X)=1-X(X为转化率),且活化能EX和指前因子AX是随转化率变化的。采用4种等转化率法(变动力学参数模型)包括等温(ISO)GSAFM、非等温(NON)GSAFM、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS),以及一种定值动力学模型ISAFM,对将军庙(JJM)和红沙泉(HSQ)煤焦的非等温和等温燃烧的本征反应速率进行了预测。结果表明,ISO GSAFM具有最好的预测效果;FWO和KAS的预测效果很差,主要由于这2种模型涉及的温度积分近似处理给EX的求取带来了一定的误差,该误差在求取AX时呈指数级放大。ISOGSAFM获取的煤焦等温燃烧的EX均值为141k J/mol,与ISAFM获取的146 k J/mol接近,从而解决了问题(2);其获取的动力学参数可以很好地预测煤焦非等温燃烧的本征反应速率,表明非等温和等温试验可以共用ISO GSAFM获取的动力学参数,即解决了问题(1);其f(X)=1–X,具有不含不确定参数的通用性,即解决了问题(3)。ISO GSAFM得到的煤焦的EX在着火区间达到最大值,这一现象表明,煤在锅炉内的着火过程是其燃烧过程中最困难的环节;随后,EX由于煤焦燃烧进入稳定阶段而逐渐减小,但在反应后期会转变为快速增大的趋势,这符合煤焦在反应后期存在失活现象的事实。因此,ISO GSAFM在解决问题(1)~(3)的同时还能解释试验现象,有望为以基于定值动力学模型的CFD模拟提供新的本征反应动力学子模型。同种煤阶的JJM和HSQ煤焦存在理化结构上的差异,但两者的EX随转化率变化的趋势相似且大小差异小于5%,采用各自变动力学参数的算数平均可对其本征反应速率进行准确预测,表明同种煤阶的不同煤焦的本征反应速率可以用基于GSAFM的均值动力学参数进行预测,即有望实现同一种煤阶的煤焦反应速率采用同一种变动力学参数(多样本的均值)进行预测。此外,GSAFM表明煤焦的EX只与其化学结构相关,利用变活化能的特征值可精细化地研究煤焦的化学结构对其本征反应性影响的内在机理,如前述的着火困难和失活机理等;用煤焦的化学结构预测出EX后,可通过GSAFM直接预测出煤焦的本征反应速率;上述关联方法为煤焦结构与反应性的研究提供了新的思路。
关键词
热分析
通用表面活化函数模型
等转化率法
本征反应动力学
变活化能
着火特性
化学结构
Keywords
thermal analysis
general surface activation function model
isoconversional methods
intrinsic reaction kinetics
variable activation energy
ignition characteristics
chemical structure
分类号
TQ534 [化学工程—煤化学工程]
在线阅读
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
热分析获取锅炉内煤着火特性—Part Ⅰ:比热容、着火温度和着火热
刘洋
石泽正
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
《煤炭学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
热分析获取锅炉内煤着火特性——Part Ⅱ:本征反应动力学
刘洋
石泽正
陈朝帅
苟皓语
陶继业
徐世明
余波
赵培涛
傅培舫
周怀春
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
上一页
1
下一页
到第
页
确定
用户登录
登录
IP登录
使用帮助
返回顶部
