燃煤助燃剂助燃效果评价方法

燃煤助燃剂助燃效果评价方法

国家标准 GB/T31097一2014 燃煤助燃剂助燃效果评价方法 Perforanceevaluationofcoalcombustio-aidadditivesforcoal 2014-12-22发布 2015-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31097一2014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由煤炭工业协会提出 本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口 本标准起草单位:煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院、煤炭工业节能技术服务中心 本标准主要起草人:朱川、姜英、邵询、连进京、丁华、盛明
GB/T31097一2014 燃煤助燃剂助燃效果评价方法 范围 本标准规定了燃煤助燃剂助燃效果评价方法的原理,试剂和材料.仪器设备,试验步骤、,评价指标 结果计算及重复性等 本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤添加助燃剂后助燃效果的评价 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T212煤的工业分析方法 GB474煤样的制备方法 GB/T476煤中碳和氢的测定方法 GB/T6425-2008热分析术语 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 残碳率rateofresidwalcarbon 煤在燃烧后残留在残渣中的碳的质量分数,以%表示 3.2 燃煤助燃剂coalcombustion-aidadditives 能够改善燃煤燃烧性能,降低残碳率,不带来新污染源的一类添加物质 3.3 助燃效果combustion-aiderfeet 添加助燃剂的煤燃烧后,残碳产率值的降低程度 3.4 燃烧终温terminaltemperatureofcombustion 煤在程序升温实验条件下设定的最高燃烧温度 3.5 残碳差值earbonresidualdifterenee 煤在相同燃烧条件下添加助燃剂前后残碳率的差值 3.6 基线baseline 无试样存在时产生的信号测量轨迹 [GB/T6425一2008,定义3.5.3.1]
GB/T31097一2014 方法提要 煤样在低于完全燃烧温度的高温下燃烧,在同一燃烧终温下,根据添加助燃剂前后煤样燃烧的残碳 率计算残碳差值,并以残碳差值作为评价助燃剂助燃效果的指标 其中,燃烧试验在热重分析仪上进 行,煤样燃烧的残碳率由元素分析仪测定 试剂 5.1氯气:纯度为99.9%,含氧量小于0.01% 5.2空气;纯度为99.9%,含量小于1% 仪器设备 6.1热重分析仪(TA),称量稍度0.000l迟;程序升温速率?能达到5C/min一50C/min的范围;温 度25C~1400,控温精度为士2 无素分析仪,碳的检测范围1%一I00%,精度为士0.5% 6.2 6.3石英堪蜗,直径20mm,高6mm 6.4铁盘,400mm×600mm 6.5样品勺 6.6喷壶,体积6nmL 6.7注射器;体积1mL;针头:5号 试验步骤 7.1试样准备 7.1.1煤样的制备 按GB474将试验用煤逐级破碎制备粒度小于3mm样品,使其达到空气干燥状态 取其中 (4士0.1)k采用二分器平分为两份,平铺于铁盘中,编号待用 7.1.2助燃剂掺混 按照助燃剂产品使用说明或用户要求确定助燃剂添加比例 7.1.2.1固体助燃剂 使用样品勺使经研磨的固体助燃剂均匀分散在7.1.1中一份平铺煤样的表面上,待空气平衡后装 袋并持续摇晃10min;7.1.1中另一份煤样作为对照组装袋 7.1.2.2水溶性助燃剂 使用喷壶使经蒸僧水溶解、稀释5倍的助燃剂均匀喷洒在7.1.1中一份平铺煤样的表面上,待空气 平衡后装袋并持续摇晃10min;7.1.1中另一份原煤样喷洒等体积量的水分作为对照组装袋
GB/T31097一2014 7.1.2.3油性助燃剂 使用注射器使油性类助燃剂液滴均匀分散在7.1.1中一份平铺煤样的表面上,分散同时使用样品 勺不停地搅拌,待煤样空气平衡后装袋并持续摇晃10min;7.1.1中另一份煤样作为对照组装袋 7.1.3评价用样品的制备 将7.1.2中添加助燃剂前后的两份样品均破碎至粒度小于1mm,使其达到空气干燥状态 缩分 100士1)g制成小于0.2mm的分析样,装袋编号待用 7.2试验步骤 7.2.1确定燃烧终温 7.2.1.1设定热重分析仪(见6.1)的升温程序初始温度;30C;升温速率;30c/min;进气流量;氯气 Ar)10mL/min,空气150mL/min;终温;l300C 7.2.1.2在空堆蜗条件下按仪器的操作规程启动仪器,完成试验用基线 7.2.1.3待仪器温度下降至30c以下时,调取7.2.1.2中的基线,并称取7.1.3中未添加助燃剂的煤样 (0.250士0.001)g,称准至0.00002g平摊在堆蜗中 7.2.1.4按仪器的操作规程启动仪器,完成终温为1300C的样品燃烧试验,保存燃烧曲线 7.2.1.5按照附录A的方法,根据7.2.1.4中的燃烧曲线确定燃煤助燃剂评价用燃烧终温T1、T2、 T3、T4 7.2.2原煤残碳测试 设定热重分析仪的升温程序初始温度:30C;升温迷率;30C/min;进气流量，氨气(Ar) 7.2.2.1 10 mL/min，空气150mL/min;终温:T1 降温过程切换空气流量为氯气(Ar)20mL/min以保护残渣 至常温 在空绀蜗条件下按仪器的操作规程启动仪器,完成试验用基线 7.2.2.2 7.2.2.3待仪器温度下降到30C以下时,调取7.2.2.2中的基线,称取7.1.3中未添加助燃剂的煤样 (0.250士0.001)g，称准至0.00002g平摊在堆蜗中 7.2.2.4按仪器的操作规程启动仪器,完成终温为T1的原煤燃烧试验 7.2.2.5待仪器温度下降到30C以下时,收集原煤残渣 7.2.2.6按照GB/T476测定7.2.2.5中原煤残渣碳含量,记为C d.T1原煤残造》 7.2.2.7按照7.2.2的试验步骤继续完成C Ca.7r原煤残流,C小.r以原煤残胧,C山.r原煤残森,的测试试验 7.2.3煤样添加助燃剂后的残碳测试 7.2.3.1待仪器温度下降到30C以下时,调取7.2.2.2中的基线,称取7.1.3中添加助燃剂后的煤样 (0.250士0.001)g，称准至0.00002g平摊在堆蜗中 7.2.3.2按仪器的操作规程启动仪器,完成终温为T1的添加助燃剂后煤样的燃烧试验 7.2.3.3待仪器温度下降到30C以下时,收集添加助燃剂后煤样燃烧的残渣 7.2.3.4按照GB/T476测定7.2.3.3中残渣碳含量,记为Ca.r助感刺爽油， 7.2.3.5按照7.2.3的试验步骤继续完成Cam .r助着前残痛,Cr跳燃刚残流和Ca 的测试试验 助燃剂残渣
GB/T31097一2014 效果助燃评价指标与结果计算 8.1 评价指标 以不同燃烧终温下的残碳差值作为助燃剂效果评价指标,符号记为ACr,i=1,2,3,4 8.2 结果计算 残碳差值的计算,见式(1): C ACn=Ca.r原煤我法" Cd.T助燃消线油y 式中: Ti =1,2,3,4 -样品燃烧终温,单位为摄氏度();i一！ 丛CT -终温为T时的残碳差值,%; C4.r(原煤我油 -终温为Ti时的原煤残渣中碳元素含量,%: -终温为Ti时的添加助燃剂后残渣碳元素含量,% Can=ta" 精密度 燃煤助燃剂效果评价的精密度如表1规定 表1燃煤助燃剂效果评价的精密度 指标/% 重复性限/% 0.50 C, C 1.00 10试验报告 燃煤助燃剂效果评价试验报告具体形式参见附录B
GB/T31097一2014 附 录A 资料性附录 终温温度值确定方法 A.1燃烧曲线图绘制 按照7.2.1的规定进行完成1300C下样品的燃烧实验,保存生成的燃烧曲线,样品A的燃烧曲线 如图A.1所示,从图A.1中可读出样品燃烧剩余百分数(ar)与温度T的关系 a/% 100 90 80 [1]煤样A TG 70 60 5o 40 30 20 200 400 600 800 1000 200 T/c 图A.11300c下样品燃烧曲线 A.2燃烧终温参考值(Tb)计算 以空干基灰分(Aa)的1.l1倍作为确定燃烧温度的剩余百分数参考值,计算公式见式A.1) A.1 ar=1.l1Ad 式中: 温度为Tb时的样品燃烧剩余百分数,%; aT 试验煤样灰分空干基值 A 根据图A.1中a下与温度的关系,由计算出的a值读取对应温度点Tb. A.3燃烧终温计算 根据Tb确定燃烧终温,接近Tb且为50整数倍的温度点作为第一个燃烧终温温度点(T1). 当T1大于850C,依次递减50C作为第二(T2),第三(T3,第四(T4)燃烧终温温度点; 当T1小于850C,依次递减20C作为第二(T2),第三(T3,第四(T4)燃烧终温温度点
GB/T31097一2014 A.4示例 A.4.1灰分(A,)测试 将试验煤样A、B,C按照GB/T212的规定进行灰分测试,结果见表A.1 表A.1试验煤样灰分(A)测试结果 试验煤样 煤样A 煤样B 煤样c 22.72 38.36 36.21 灰分(A.)/% A.4.21300c下的燃烧曲线图绘制 按照7.2.1的规定进行完成1300笔下样品的燃烧实验,试验煤样燃烧曲线图见图A.2、图A.3 图A.4 a;/% 100 90 8o [1煤样人 TG 70 60 50 40 30 [u 20 200 200 400 600 800 000 T/C 图A.2煤样A在1300C燃烧曲线 a/% 100 90 [u]煤样B 80- TG 701 60 50 1] 40 40o 600 10o0 200 800 1/c 图A.3煤样B在1300C燃烧曲线
GB/T31097一2014 a/% 100 90 80 1]煤样C TG 70 60 0 [1 40 60o 10o00 200 400 800 1/o 图A.4煤样C在1300C燃烧曲线 A.4.3燃烧终温确定 A.4.3.1煤样A 煤样A的A.为22.72%,乘以1.11后an为25.22%,从图A.3中可读出Tb为1214.6C,因此 1200作为煤样A的第一燃烧终温温度值(T1),1150、1100、1050分别为第二(T2)、第三 T3)、第四(T4)燃烧终温温度值点 A.4.3.2煤样B 煤样B的A为38.36%,乘以1.11后an为42.58%,从图A.4中可读出Tb为934.5C,因此 50C作为煤样B的第一燃烧终温温度值(T1),.900C,850C.800C分别作为第二(T2),第三(T3) 第四(T4小)燃烧终温温度值点 A.4.3.3煤样C 煤样C的A.为38.21%,乘以1.11后an为40.19%,从图A.5中可读出Tb为861.3C,因此 850C作为煤样C的第一燃烧终温温度值(T1),830C,810C,790C分别作为第二(T2),第三(T3) 第四(T4)燃烧终温温度值点
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燃煤助燃剂助燃效果评价方法GB/T31097-2014解析

随着能源需求的不断增长，燃煤仍然是世界上最主要的能源来源之一。燃煤助燃剂作为一种提高煤炭燃烧效率的新型助燃剂，被广泛应用于燃煤锅炉、发电厂等领域。为了衡量燃煤助燃剂的效果，国家发布了《燃煤助燃剂助燃效果评价方法GB/T31097-2014》标准，该标准规定了燃煤助燃剂的性能指标和评价方法。

一、燃煤助燃剂的定义和分类

燃煤助燃剂是指能够改善煤炭燃烧特性，提高燃烧效率的物质，通常分为氧化剂、还原剂和复合型助燃剂三种类型。

二、评价方法

《燃煤助燃剂助燃效果评价方法GB/T31097-2014》规定了燃煤助燃剂的性能指标和评价方法，主要包括以下几个方面：

• 1. 燃煤助燃剂的总体评价指标；
• 2. 燃煤助燃剂对煤炭燃烧的影响指标；
• 3. 燃煤助燃剂对煤粉流动性的影响指标；
• 4. 燃煤助燃剂对SCR反应的影响指标；
• 5. 燃煤助燃剂的安全性评价指标。

以上指标可以客观地反映出燃煤助燃剂的助燃效果和安全性，是评价燃煤助燃剂的重要依据。

三、应用领域和优点

燃煤助燃剂广泛应用于燃煤锅炉、发电厂等领域，能够提高煤炭燃烧效率，降低能源消耗，减少环境污染。此外，燃煤助燃剂还可以提高工业生产过程的稳定性和可靠性，实现节能减排的目标。

四、结论

《燃煤助燃剂助燃效果评价方法GB/T31097-2014》为燃煤助燃剂的应用和评价提供了科学合理的标准，有利于保障能源安全和环境保护。在今后的研究中，我们需要进一步深入探讨燃煤助燃剂的特性，开发更高效、更安全的助燃剂，以满足社会经济的不断发展和进步。

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