催化剂对无烟煤催化效果的热重分析

第41卷云南电力技术Vol. 41 No. 42013年8月YUNNAN ELECTRIC POWERAug.2013催化剂对无烟煤催化效果的热重分析张含智马树贵杨丽(云南电力技术有限责任公司,云南昆明650217)摘要:为辨别催化剂的实际效用,采用热重分析仪对某一种催化剂的实际催化效果进行测试,分析有关化学动力学数据,结论证明该催化剂并无明显的催化效果。关键词:催化燃烧热重中图分类号:TK22文献标识码:B文章编号:1006-7345(2013)04-0068-031前言日益提高,寻找有效且成本适宜的催化剂成为生煤粉燃烧是煤炭利用过程中重要的环节,催产技术部门关注的重点。化燃烧是实现快速燃烧的有效措施之一催化剂2试验方法的加入可以使粉煤的燃点降低,燃烧速率提高。对某种催化剂的实际催化效果进行热重分析从而达到提高锅炉燃烧效率、节约能源的目的。测试2,测试的具体情况如下燃煤催化剂较易获得的是无机化合物,主要包括1)燃煤:为保证测试结果具有较好的可对碱金属、碱土金属、过渡金属化合物等。比性和可重复性,试验采用编号为GBW11103e的燃煤催化剂最早在工业锅炉上有一定程度的标准物质(无烟煤),并进行筛分,取180目~应用,主要是由于工业锅炉燃烧效率相对较低,200目之间的煤粉作为试验燃煤。标准物质的有灰、渣含碳量通常较高,采用催化燃烧后能够获关性质如表1所示得较大的改善。随着火力发电厂节能减排的要求表1燃烧(编号GBW103e)标准物质名称全硫灰分挥发份热值单位标准值不确定度0.030.160.210.150.110.022)催化剂:被测催化剂为绿色溶液。按其80ml/min的氮气作为保护气,以10℃/min的升说明书③按照与煤的质量比取0.33%取原溶液加温速率将样品由40℃升温至105℃后,恒温20分水稀释10倍后,加入试验燃煤中混合均匀,并阴钟,然后继续以10℃/min的升温速率将样品由干两小时;同时取相同质量的试验燃煤并加入相105℃加热至1060℃,最后恒温10分钟。同质量的水,混合均匀阴干两小时后作为对比试4)试验项目:包括按照说明书要求添加催样。此后又进行了10倍加药浓度的对比试验化剂的无烟煤及加水对照组,以及按照说明书103)分析仪器4:采用瑞士进口的 METTLER倍浓度添加催化剂及加水对照组,以及催化剂的TGA/DSC-1型热重/热差/热流分析仪进行测试,单独实验。仪器的质量分辨率为0.0001g,温度分辨率为3试验结果0.001℃。试验采用40ml/min的空气作为反应气,催化剂单H中国煤化工示:CNMHG收稿日期:2013-05-09第41卷催化剂对无烟煤催化效果的热重分析2013年第4期Lab:配TERSTAR. SW 9 10图1催化剂单独的热重分析图1中上面为热重(TG)曲线,下面为热流燃烧过程放热6760.08mJ,助燃剂基本由水构成(DSC)曲线,助燃剂的温度到104℃时,其质量千燥完毕后其干基发热量为2550kg/kg由41.0785mg减小到2.65088mg且无放热现象发按说明书要求添加催化剂的无烟煤及加水对生,说明助燃剂中大部分为不放热易蒸发物质,照组的热重分析如图2、图3所示:温度到105℃后热流呈正至542℃放热结束,整个201246加药无烟煤ab: METTLESTAR·s9.10图2添加催化剂的无烟煤热重分析2012416加水无烟煤06.04.201214:28:372:=x22:=2=图3加水对照组的热重分析按说明书10倍浓度添加催化剂的尢烟煤及加水对照组的v凵中国煤化工示CNMHG2013年第4期云南电力技术第41卷5无,3033日5112))汽无图410倍浓度添加催化剂的无烟煤热重分析水难江0.211226,田m1,“,,,,,,“,,,如,试无证,其日日∠FLab: METTLERSTAR·SH9图5对应加水对照图的热重分析最终处理后的实验结果数据如表2所示:表2实验结果数据名称着火点燃尽温度活化能放热量试样质量单位助燃剂(推荐值)与标准物质656.18964.0414825014.75水(推荐值)与标准物质651.15969.10184.1414467014.77助燃剂(十倍推荐值)与标准物质660.76945.714178014.71水(十倍推荐值)与标准物质658.76937.7013687014.72助燃剂6760.0841.084结束语2)根据以往研究者对燃煤催化剂的研究可1)通过分别加入助燃剂和水电标准物质热知”:较为廉坩北浏营需要的关重测试可知:该助燃剂并无化学动力学上的催化键元素占燃煤中国煤化工2%方效果显示。能达到相对明,MH卖第7页)第41卷基于滞环控制的三相四线制AC/DC系统2013年第4期平衡电流幅值变化情况,可以看出其幅值可以控制在一定范围内,能够保证系统的稳定运行。//A时点一租电压2相电液时间采样点t/sa)AC/DC逆变条件下三相电压、电流波形b)AC/DC逆变条件下中线不平衡电流波形图7逆变条件下仿真结果图最后,对ACDC系统在逆变条件下的三相电2008,36(16):66-69压、电流及中线不平衡电流波形进行了仿真验证[2]王超,张代润,张竹,等.基于滞环控其仿真电路不再详细说明,仅需要将整流条件下制的三相高功率因数整流器[J]·电焊机,的直流负载改成直流电源即可。从图7a)中可以2010,40(1):44-46直观地看出,各相电压、电流分别保持反相位[3]张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制此时电能可以从直流电源侧流向交流网侧,即实[M].北京:机械工业出版社,2003现了电能从直流到交流的回馈并网。图7b)则给4]戴训江,晁勤.一种新颖的并网逆变器出了逆变状态下的中线不平衡电流波形,与整流自适应电流滞环控制策略[J].电力自动化设条件相类似,同样能够满足系统的稳定运行条件。备,2009,29(9):85-895结论[5]徐德鸿、电力电子系统建模及控制在传统AC/DC系统拓扑结构的基础上提出了[M].北京:机械工业出版社,200基于滞环控制的改进型三相四线制AC/DC系统拓[6]王峥三相脉宽调制功率变换器中电流扑结构设计方法,通过 Matlab平台仿真测试,在滞环控制方法的研究[J].电机与控制应用,保证中线不平衡电流幅值一定的条件下,使得网2010,37(4):4-48侧输入电流更加接近于标准正弦波,即有效地减[7]邢岩,蔡宣三.高频功率开关变换技术少了网侧电压、电流谐波次数,同时也验证了本[M].北京:机械工业出版社,2006系统是一种具有高功率因数的电力电子变流系统。作者简介参考文献张涛(1975-),男,北京市电力公司,从事1]赵影,张敏,吴凤英.基于滞环控制的变电及线路专业工作,邮箱: myzohezooq_vig@电力变换器设计[J].电力系统保护与控制,sina,com。(上接第70页)DO TGA/DSC1用户手册[Z可以作为火力发电厂判断燃煤催化剂的参考值。[5]岑可法,姚强等.高等燃烧学[M]参考文献浙江大学出版社,2002:639-700.[1]GB/T6425-2008,热分析术语[S作者简介[2] Matthias Wagner.热分析应用基础(第一张含里「程,云南电力技中国煤化工版)[M].东华大学出版社,2011术有限责力工程方面工CNMHG[3]新型燃煤催化剂使用说明书[Z作。邮箱CL. vilo[4]梅特勒-托利多公司, METTLER TOLE