[發明專利]一種利用熱重分析儀評價煤及生物質焦反應性的方法

有效

• 申請號: 201810198948.0
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108519301B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 趙巖;邵春巖;陳剛;裴江濤;范群;臧雪莉;侯海盟;曾樂;張廣鑫;蔣帥;李述賢
• 申請（專利權）人: 沈陽環境科學研究院
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N25/20
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 王勇;李奕潼

1.一種利用熱重分析儀評價煤及生物質焦反應性的方法，其特征在于：具體操作步驟如下：

(1) 將4~7 mg的煤或生物質焦樣品均勻平鋪于坩堝中，形成一個薄樣品層；

(2) 在流量為50~80 mL·min^-1的高純N₂氣氛中，將樣品以10~60 ℃·min^-1的升溫速率從室溫加熱至110 ℃，并在110 ℃停留10 min以得到樣品的干燥基質量m₁；

(3) 保持氣氛不變，以10~40 ℃·min^-1的升溫速率將樣品加熱至350~650 ℃的反應溫度，并停留2 min使反應器溫度場穩定；

(4) 將氣氛由N₂切換至相同流量的反應氣，并令樣品在反應溫度保持100~150 min，此即為反應性測試階段；

(5) 將氣氛由反應氣切換至高純O₂，并將樣品以10~20 ℃·min^-1的升溫速率加熱至800~850 ℃并停留20 min，令剩余的樣品有機質完全氧化而得到樣品中灰的質量m₂；所述的反應氣對于燃燒反應性測試為高純空氣，對于氣化反應性測試為高純CO₂；

(6) 整個測試過程中，樣品的質量被實時連續記錄，形成橫軸為反應時間t的樣品失重(TG)曲線，對此曲線求取一階導數，即得到樣品的失重速率(DTG)曲線，再由TG和DTG曲線得到比反應速率曲線，用于一系列特征點所對應的參數的選取；

(7) 在比反應速率曲線上找到主反應階段最大比反應速率R_max及其所對應的時間t_max；

(8) 找到反應起始時間t_s、強烈反應開始時間t_50%、反應結束時間t_f以及半峰寬Δt_1/2；

(9) 計算出t_s與t_f之間的平均比反應速率R_mean；

(10) 按照R_c = [R_max·R_mean]/(t_max·Δt_1/2)的定義，計算出反應綜合指數R_c，作為評價樣品反應性的最終指標。

2.根據權利要求1所述的利用熱重分析儀評價煤及生物質焦反應性的方法，其特征在于：所述的坩堝的高徑比為1:5~1:3，底面直徑為13~17 mm，材質為高純氧化鋁或鉑金。

3.根據權利要求2所述的利用熱重分析儀評價煤及生物質焦反應性的方法，其特征在于：所述的反應溫度在反應性測試階段保持恒定，對于燃燒反應性測試為350~450 ℃，對于氣化反應性測試為450~650 ℃；相同條件下，生物質焦選用相對低的反應溫度。