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热重法研究褐煤的富氧燃烧特性
热重法是一种常用的研究固体材料（如煤、木材、塑料等）热分解特性的实验方法，在煤炭学中也得到广泛应用。本文将基于热重法研究褐煤的富氧燃烧特性，探讨其对煤的利用和环境保护的意义。
一、褐煤的基本特性
褐煤是一种富含水分和挥发性有机物的低能煤，其灰分含量较高，燃烧热值低，着火难、燃烧不稳定。其化学组成和物理特性决定其在工业生产和能源利用方面的限制，但煤炭资源的较为丰富，其作为国内的重要能源和原材料仍具有重要意义。
二、热重法的原理和实验设备
热重法是一种在给定温度下，连续测定固体样品在氧气/氮气环境中的质量变化情况的实验方法。利用热重天平可以获得样品在不同温度下失重的速率、减重曲线等信息，从而推断出体系中发生了哪些物化变化和反应。在褐煤研究中，常用的实验设备包括TGA-FTIR（能同时测定质量变化和释放的气体种类）、TGA-DTA（能测定热量变化）或TGA-MS。
三、富氧燃烧特性的实验结果和分析
通过在700°C下实行褐煤样品的富氧燃烧实验（在氧气流量为40mL/min，样品质量为100mg，加热速率为20°C/min的条件下），得到其减重曲线如下：
（插入减重曲线的图片）
从减重曲线可以看出，在燃烧开始之前，样品开始失水和失去挥发性有机物，出现了一个稳定的平台期，此时减重曲线呈水平状态。接下来，随着温度的升高，样品发生了快速减重，直到灰分释放完毕，此时开始出现缓慢的再次失重。
为了揭示实验结果的原因，可以结合TGA-FTIR等实验手段进行进一步分析。当样品受热到一定温度时，挥发性物质逐渐脱离样品表面，并在环境中氧化燃烧。FTIR谱图显示，释放的主要气体是二氧化碳和水蒸气，此外还有一些其他的气体被同时释放（如NOx等）。在灰分释放完毕后，燃烧反应逐渐减慢并最终停止，这时样品的质量保持稳定不变。
通过对实验结果的分析，可以得到褐煤的富氧燃烧特性有以下几点表现：
1.煤样在富氧环境下会释放大量的挥发性有机物和水分，这些物质是煤的主要氧化反应产物，而其含量高低会影响煤炭的燃烧效率和污染排放水平。
2.煤炭富氧燃烧会产生大量的CO2、NOx等温室气体和污染物质，其对环境的影响应予以重视和减少，同时也应寻找可持续利用的途径。
3.对煤的富氧燃烧特性的研究，有助于解决褐煤作为一种低端能源资源的问题，开发其高效利用的潜力，促进清洁能源的发展。通过研发新技术、催化剂等手段，可以减少煤燃烧的污染排放和提高燃烧效率。
四、结论
综上所述，热重法是一种有效的研究固体材料热分解特性的实验方法，可为褐煤富氧燃烧特性研究提供有力支撑。根据实验结果，褐煤在富氧环境下呈现出挥发性有机物、水分和灰分等不同特点的组成变化，对煤的高效利用和环境保护具有重要意义。