O2CO2气氛快速升温煤焦低温氮吸附等温线形态分析.pdfVIP

第 24卷第 1期 热 能 动 力 工 程 Vo1．24．No．1 2009年 1月 JOURNALOFENGINEERING FORTHERMALENERGYAND POWER Jan．，2009 文章编号：11301—2060(2009)01一(x】89—06 O2／CO2气氛快速升温 煤焦低温氮吸附等温线形态分析 李庆钊，赵长遂，武卫芳，李英杰 (东南大学 能源与环境学院，江苏 南京210096) 摘 要：fi-4用热力工况与实际煤粉炉相似的沉降炉实验装置， 或动力与扩散的联合控制区，因此，热解过程形成的 在快速升温条件下制备 了两种燃烧气氛 (()2／CO2和 O2／ )、 孔隙与表面特性对于后续煤焦的燃烧过程有着极大 不同O2浓度 以及 不 同停 留时间下的煤 焦试样 ，采用 AS— 的影响。相关的研究表 明，煤焦的表面积和孔隙状 AP2020M型全 自动比表面积及孔隙度分析仪测定了各煤焦试 况决定了反应介质可达到的活性表面和气态产物的 样的低温氮吸附等温线。分析表明，各不同条件下获取的煤 扩散 ，有着丰富孔隙结构的煤焦则表现出更好的挥 焦试样的吸附等温线形态均为典型的Ⅱ型吸附等温线 (即反 S 发分析出和燃尽特性 [ 。此外，相关的研究还发 型)，煤焦具有小至分子级的孔(孔径约0．86nIn)大至无上限 孔(相对)的较连续的完整的孔体系。吸附回线形态的分析可 现多孔煤焦的燃烧对于颗粒的破碎 、灰的形成 、超细 知，煤焦试样的孔隙可能包含大量不产生吸附回线的盲孔(一 颗粒物的排放以及气态污染物如 NO 的生成都有 端封闭的圆筒孔、一端封 闭的平行板状或劈尖状孔)以及部分 着极其重要的影响l11 。 的裂缝孔隙。结果表明，燃烧气氛的改变并未使得煤焦燃烧 由于煤焦的氧化过程包含了许多发生在其孔隙 过程孔隙的形成与发展发生显著的变化，但与 ／ 气氛相 表面的多相物理化学过程 ，这些物理化学过程对于 比，在02／c02气氛下所取焦样的等温线与之存在着细微的差 煤焦的燃烧过程有着重要的影响。因此，研究煤焦 别，其表明不同条件下的焦样存在着不同的孔径分布。实验 结果为进一步研究高浓度 c 气氛下煤粉的燃烧过程及其与 的孔隙结构及其在燃烧过程 中的变化情况，对于认 常规燃烧模式的差异提供 了一定的帮助。 识和改善煤焦的燃烧过程以及污染物的生成控制有 着极重要的意义。 关 键 词：02／c()2气氛；快速升温 ；孔隙结构；吸附等温 截至 目前为止，多孔性材料孑L隙结构研究的主 线；吸附回线 要方法包括气体吸附法、压汞法、电子显微镜法 中图分类号：TQ534 文献标识码：A (sEM和TEM)和小角度散射法 (SAXS和 SANS)等， 引 言 采用低温下 (77．4K)氮吸附法来测定多孔性材料的 孔表面积和孔径分布是当前表面