[发明专利]一种利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法

摘要

本发明涉及一种利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法，主要解决目前的焦炭燃烧/气化反应性评价指标全面性和准确性不足的问题，能够较好地实现煤及生物质焦燃烧/气化反应活性的合理表征；首先得到能够有效反映样品活性的比反应速率曲线，然后在曲线上选取若干特征点，最终通过这些特征点所对应的参数的有机组合，构建一个能够对样品反应活性进行全面而准确表征的反应综合指数；上述反应综合指数结合了多个能够反映样品燃烧/气化行为各个方面特征的参数，可以全面表征样品本征燃烧/气化反应发生的难易和强烈程度，是对煤及生物质焦本征反应活性进行综合评价的较理想指标。

主权项

1.一种利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法，其特征在于：具体操作步骤如下：(1)将4~7 mg的煤或生物质焦样品均匀平铺于坩埚中，形成一个薄样品层；(2)在流量为50~80 mL·min‑1的高纯N2气氛中，将样品以10~60℃·min‑1的升温速率从室温加热至110 ℃，并在110 ℃停留10 min以得到样品的干燥基质量m1；(3)保持气氛不变，以10~40 ℃·min‑1的升温速率将样品加热至350~650℃的反应温度，并停留2 min使反应器温度场稳定；(4)将气氛由N2切换至相同流量的反应气，并令样品在反应温度保持100~150 min，此即为反应性测试阶段；(5)将气氛由反应气切换至高纯O2，并将样品以10~20℃·min‑1的升温速率加热至800~850 ℃并停留20 min，令剩余的样品有机质完全氧化而得到样品中灰的质量m2；(6)整个测试过程中，样品的质量被实时连续记录，形成横轴为反应时间t的样品失重(TG)曲线，对此曲线求取一阶导数，即得到样品的失重速率(DTG)曲线，再由TG和DTG曲线得到比反应速率曲线，用于一系列特征点所对应的参数的选取；(7) 在比反应速率曲线上找到主反应阶段最大比反应速率Rmax及其所对应的时间tmax；(8) 找到反应起始时间ts、强烈反应开始时间t50%、反应结束时间tf以及半峰宽Δt1/2；(9) 计算出ts与tf之间的平均比反应速率Rmean；(10) 按照Rc=[Rmax·Rmean]/(tmax·Δt1/2)的定义，计算出反应综合指数Rc，作为评价样品反应性的最终指标。