第30卷专辑Vol.30Spec・Issue12(1.中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产国家工程实验室，北京100190;2•北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083)摘要：在相同的催化燃烧条件下，研究了燃料挥发分与固定碳比值、碳微晶结构有序度、燃料粒度对燃点降低幅度的影响，结果表明挥发分与固定碳比值越小，碳微晶结构有序度越高，燃料粒度越大，燃点降低幅度越大.燃料粒度大导致催化剂与燃料接触而枳较大，燃点降低幅度大。挥发分与固定碳的比值小，碳微晶结构有序度高，则说明催化剂对固定碳具有明显催化效果,同时对越是有序的碳晶格结构催化效果越好，也说明催化剂对煤中的固定碳结构具有一定的选择性。关键词：煤粉；半焦；燃点：催化燃烧中图分类号：TQO28.8文献标识码：A文章编号:KXXM343(2012)-0383-05煤粉催化燃烧可以改善高炉喷煤和水泥窑炉劣质煤燃烧特性，然而燃烧特性改变最明显的是煤的燃点⑴。向粉煤或块煤中加入适当的催化剂均可以在一定程度上降低其燃点⑵。煤吸附周围氧含量达到一定程度，自身氧化所释放的热量与向体系中的散热量达到平衡，开始点燃⑶。催化剂的加入增加了物料中的含氧量，同时导致煤中的碳元素活性位增加，活化能F降，燃点提前⑷。然而在相同的催化剂条件F,不同煤种的燃点变化却有很大差异，有些降低幅度很大，有些却很小，甚至燃点增加⑴。主要是煤的物理和化学结构的不同导致了燃点变化不一致，尤其是表面物理结构和化学结构。煤中可燃物可分为两类：一是挥发分，可燃气体，包括一些小分子炷类，二是固定碳，主要是大分子芳香稠环碳，这些大分子稠环碳由于形成的条件不同，导致其有序程度的不同。进而催化燃烧过程中，由于催化剂对不同形态碳的氧化反应，具有一定的选择性，因此导致不同的固体燃料在相同的催化燃烧条件下，表现出不同的催化效果。催化剂对不同形式碳原子氧化反应的选择性，以及碳原子与催化剂的有效接触面积是彫响催化燃烧效果的主要原因。为了研究各种化学结构和表面结构对其催化燃烧时燃点变化的影响，同时为了研究煤基燃料对燃烧催化剂的适应性，本文研究了挥发分与固定碳比值、碳微晶结构有序度、燃料粒度对相应的煤基燃料催化燃烧时的燃点变化。1实验1.1样品制备首先选取了光谱石瞿和三种不同变质程度的粉煤，将其磨制到一定粒度备用，利用这四种燃料作为不同挥发分含量的四种煤基燃料，进而研究了挥发分对其催化燃烧时燃点的影响。由于不同的热解条件导致半焦碳结构有序度不同，因此本文利用不同热解温度、热解时间制备的烟煤半焦，研究了不同碳微晶结构有序度的半焦催化燃烧时燃点的变化。利用振动筛筛出不同粒级的固体燃料，包括无烟煤和石墨，研究了燃料粒度对催化燃烧的影响。三种煤样的工业分析和元素分析见表1。为了保证在催化剂在负载到固体燃料表面上的过程，不破坏固体表面结构和微观结构，本文选择两种可溶盐作为催化剂，K2CO3和FefNChb，通过液体浸渍的方法负载的固体燃料上。每组实验过程中保持催化剂负载量一致。煤基燃料催化燃烧时燃点的变化规律IE收稿日2012X)1-12;修订日期:2012.04-07基金项目：国家“863”计划资助课题，课题编号20060105Z2025作者简介：公旭中(I976-).男.博七・助理研究员.化学工艺专业•通讯联系人：(E-mail：xzgong@mail.ipe.ac.cn)采用综合热分析仪（ZRY-2P型，上海天平仪器厂）进行燃烧实验研究。毎个实验样品质量为21-23mg,反应气氛为氧气，反应管直径为2.4cm；氧气流量为100ml/min,程序升温速率15°C/min,实验温度范围100〜1000"Co固体燃料的燃点利用TG-DTG法确定，见文献［5］。热解实验与燃烧实验一致，只是反应器内通入相同流昴的保护气氛，氮气，并在100・C时恒温30min,为了脱除煤样在空气中吸附的水分以及使得反应器内空气排空。1.3半焦的制备与BET分析将相同质量的烟煤在马弗炉中加热，以15C/min分别升至700、800、900>1000.1100*0,在每个温度点恒温lOmino冷却干燥制的不同热解温度下的烟煤半焦。若5个相同质劇烟煤样品在马弗炉中以15C/min升温至1000C,分别恒温20、40、60、80、100min制的不同热解时间的烟煤半焦。半焦的比表面枳通过氮气吸附法测定，采用美...