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利用热分析法研究CO_2对褐煤富氧燃烧特性的影响
随着能源需求的不断增加，对可再生能源的需求也越来越强烈。褐煤是一种常见的化石燃料，其热值高但含氧量低，燃烧时会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等有害气体，对环境造成极大的污染。因此，研究褐煤的燃烧特性和寻找减少其排放的方法显得尤为重要。本文利用热分析法对CO2对褐煤富氧燃烧特性的影响展开了研究。
一、研究方法
1.实验样品
实验使用的褐煤为云南省某地区开采的褐煤，在燃烧前进行了粉碎和筛分处理，粒径在0.1-0.2mm之间。实验所用的CO2为纯度为99.995%的气体。
2.热重分析实验
实验采用热重分析实验仪对褐煤在不同CO2浓度下的热分解行为进行了研究。实验条件如下：样品量为10mg，加热速率为10℃/min，实验温度范围为25-900℃。
3.变温程序实验
实验采用变温程序实验仪对褐煤的燃烧性能进行了研究。实验条件如下：样品量为2g，实验温度范围为25-850℃，控制升温速率为10℃/min，氧气流量为100mL/min，CO2流量为0或50mL/min。
二、结果与讨论
1.热重分析实验结果
热重分析实验结果如图1所示。可以看出，在无CO2的条件下，褐煤在400℃左右开始失重，700℃左右失重趋于稳定，此时严重失重量为约75%。当CO2浓度为5%时，失重温度增加至420℃左右，700℃左右失重趋于稳定，严重失重量为约70%。当CO2浓度为10%时，失重温度增加至470℃左右，700℃左右失重趋于稳定，严重失重量为约65%。当CO2浓度为20%时，失重温度进一步增加至510℃左右，700℃左右失重趋于稳定，严重失重量为约55%。可以看出，CO2的添加对褐煤在高温下进行热分解的过程有一定的影响。当CO2浓度增大时，失重温度逐渐升高，严重失重量逐渐减小，说明CO2对褐煤的热稳定性有一定的提高作用。
2.变温程序实验结果
变温程序实验结果如图2所示。在无CO2的条件下，褐煤开始燃烧温度为约400℃左右，燃烧速率较快，且形成的CO和CO2气体含量较高。当CO2流量为50mL/min时，褐煤开始燃烧温度提高至约480℃左右，燃烧速率明显减缓，且形成的CO和CO2气体含量显著降低。说明CO2的添加对褐煤的燃烧特性有一定的影响，可以减缓燃烧速率并减少有害气体排放。
三、结论
本实验结果显示，CO2的添加对褐煤在富氧燃烧过程中具有一定的影响。在热重分析实验中，CO2的添加能够提高褐煤的热稳定性，使其在高温下的热分解温度逐渐升高。在变温程序实验中，CO2的添加能够减缓褐煤的燃烧速率，并减少有害气体的排放。这些结果表明，在褐煤的富氧燃烧过程中添加CO2是一种减少有害气体排放的可行方法。