分析型煤的燃烧特性,需围绕其燃烧过程中的关键阶段、核心指标及影响因素展开,通过科学测试与机理分析结合的方式,全面评估其燃烧效率、污染物排放及工业适用性,具体可从以下几个核心维度推进:
首先,明确型煤燃烧的基础特性参数,这是分析的前提。需先确定型煤的工业分析指标,包括水分、灰分、挥发分和固定碳含量——水分过高会增加燃烧时的热损失,导致着火延迟;灰分过高不仅降低有效热值,还可能在燃烧后形成结渣,影响炉内换热;挥发分的含量和释放速率直接决定型煤的着火难易程度,挥发分高且释放平缓的型煤,着火温度更低、燃烧更稳定;固定碳则是型煤燃烧放热的主要来源,其含量高低与型煤的高位发热量、低位发热量直接相关,需通过热量计实测确定,这是判断型煤热值是否满足应用场景(如工业锅炉、民用取暖)需求的关键。
其次,聚焦燃烧过程中的动态行为,分析着火、燃烧速率与燃尽特性。着火特性可通过热重分析(TGA)或固定床实验测定,重点关注“着火温度”和“着火延迟时间”:将型煤样品置于程序升温的惰性气氛中,通入氧气后观察其开始出现明显质量损失(氧化反应启动)的温度,即为着火温度,着火温度越低,说明型煤越易点燃,更适用于点火条件有限的场景;着火延迟时间则反映型煤从接触高温环境到开始燃烧的间隔,延迟时间短的型煤点火响应更快。燃烧速率需结合热重曲线的“最大失重速率”和“燃烧区间”分析:最大失重速率越高,说明型煤在燃烧旺盛期的反应强度越大,放热更集中;燃烧区间(从着火到燃尽的温度范围)则体现燃烧过程的持续稳定性,区间过窄可能导致燃烧不充分,过宽则可能造成热释放分散。燃尽特性则通过“燃尽温度”和“燃尽率”评估:燃尽温度是型煤燃烧基本完成(质量损失趋于稳定)时的温度,燃尽率则是燃烧后剩余灰分与初始样品质量的比值,燃尽率越高(通常需达到95%以上),说明型煤的碳利用率越高,未燃尽损失越小,这对工业应用中的节能和减排至关重要。
再者,关注燃烧过程中的特殊现象与安全风险,尤其是结渣与积灰特性。型煤燃烧后产生的灰分在高温下可能软化、熔融,形成结渣附着在炉壁或受热面上,不仅影响传热效率,还可能堵塞炉排缝隙,导致燃烧工况恶化。分析时需通过灰熔点测试(测定灰分的变形温度DT、软化温度ST、流动温度FT)判断结渣倾向:若ST低于炉内实际燃烧温度,结渣风险极高;同时,还需结合型煤的灰分成分(如SiO₂、Al₂O₃含量高则灰分熔点高,Fe₂O₃、CaO含量高则易降低熔点),评估其在不同燃烧设备中的适用性。此外,型煤若含有较多细颗粒或易挥发的黏性成分,燃烧时可能产生积灰,需通过模拟实际燃烧环境的实验,观察积灰的厚度、硬度及清除难度,为后续燃烧设备的设计(如设置吹灰装置)提供依据。
最后,结合应用场景需求,关联燃烧特性与实际使用效果。例如,用于工业锅炉的型煤,需重点保证高燃尽率和低结渣性,以适配锅炉的连续运行需求;用于民用炉灶的型煤,则需优先考虑低着火温度、易点燃且燃烧过程无烟无味(需同步分析燃烧时SO₂、NOx及颗粒物的排放浓度,通过硫分、氮分含量及燃烧气氛控制,评估污染物释放水平)。同时,型煤的机械强度(如抗压强度、落下强度)也会间接影响燃烧特性——若型煤在运输或炉内翻动时易破碎,产生的细粉可能导致局部燃烧过于剧烈,或随烟气排出造成热损失,因此需在燃烧特性分析中同步关联其物理强度指标,确保型煤在燃烧全周期内保持结构稳定,保障燃烧过程可控、高效。