论文总字数：13272字

摘 要

新型干法水泥在现代水泥工业占据主流地位，其熟料煅烧采用煤粉从窑头喷入燃烧。如何提高煤粉的燃烧效率，是提高水泥产量的和效益的一个方向。本文以酵素催化煤粉分解，探索是否能够起到提高燃烧效率为方向，进行探索。介绍了煤和酵素的相关知识，对所要研究的对象系统的认识。实验首先对煤进行工业成分分析，测量其水分、灰分、挥发分和固定碳含量，再进行热值、热重分析。探索酵素不同浓度下对燃烧的影响，主要包括挥发分、热值、点火温度和最大反应速率温度的影响，找出住最佳反应浓度和一些探索得到的规律。

关键词：挥发分 热值 热重 点火温度

Exploration of Enzyme’s Impact in Pulverized Coal Combustion Process

ABSTRACT

NSP cement has taken a main position in modern cement industry, it’s clinker calcining process uses pulverized coal injecting into the head of kiln burning. How to improve the efficiency of pulverized coal burning is a direction of improving the yield and benefit of cement. This article use enzyme to catalytic coal to break down, to explore weather enzyme can improve the efficiency of pulverized coal burning. And I introduced coal and enzyme’s knowledge to have a full leaning of them. In the experiment，I did Industrial components analysis to pulverized firstly, then measure water，ash，volatile and fixed carbon, and then measure calorific value and TG. Exploring different concentration of enzyme’s impact to coal’s burning, contains volatile ，calorific value，ignition temperature and the max speed of reaction temperature. And then find out the most fitting temperature, concentration and some regulations.

Key words: volatile; calorific value; TG; ignition temperature

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题的提出的背景 1

1.2课题研究的意义 2

1.3煤的相关知识 3

1.3.3煤的工业成分分析及各阶煤物理化学性质变化 3

1.3.4中国煤的分类及特点 4

1.3.5粉煤工程上的燃烧烟气成分分析 4

1.4酵素（生物酶）的运用 6

1.4.1生物酶在催化分解油当中的运用 6

1.4.1生物酶在木质纤维素在乙醇燃料当中的运用 6

1.4.3微生物在处理油污染、业废水中的运用 7

1.4.4生物酶的获取 7

1.4.5酵素在煤工业当中的运用 8

第二章 实验内容和方法 9

2.1实验思路 9

2.2实验仪器和药品 9

2.3实验步骤和内容 10

2.3.1样品的制备 10

2.3.2煤的工业成分分析 10

2.3.3煤样热值的测量 11

2.3.4TG热重分析 13

第三章 实验数据和分析 14

3.1烟煤的工业成分分析 14

3.1.1空气干燥基水分 14

3.1.2灰分含量 14

3.1.3挥发分含量 14

3.2燃烧反应热值 16

3.3TG热重分析 17

3.3.1酵素浓度对点火温度和最大反应速率温度的影响 17

第四章 结论和展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 20

致谢 21

第一章 绪论

1.1课题的提出的背景

新型干法水泥的生产需要煤的燃烧，一般窑头温度在1370℃左右。尽管如此高的温度，煤粉的燃烧并不完全，通常伴有副反应的发生，产生氮化物和硫化物，尤其品质较低的煤更加明显。如何提高煤的燃烧效率成为提高水泥产量和经济效益的研究方向。

酵素也就是生物酶，有着催化的能力。在石油工业上，已经有比较成熟酶催化工艺，可将长链烃催化分解为短链烃，从而将重油催化分解为轻质油。而在水泥工业中，对于将煤粉催化，以提高燃烧效率的研究还比较少。

2014年我国全国煤炭产量为38.7亿吨，中国水泥行业2013年生产水泥产量24.2亿吨，生产能力达到32.9亿吨；熟料产量13.8亿吨，生产能力18.6亿吨；水泥行业目前生产企业约3500家，从业人员90多万人。新型干法熟料生产能力占全国熟料生产能力的95.2%，水泥行业基本完成了工艺结构调整的目标。2012年规模以上水泥行业能耗总量2.07亿吨标准煤；煤炭消耗约1.49亿吨标煤(2.08亿吨实物量)。

可见水泥工业煤的消耗量巨大，尽管我们国家每年煤炭、石油产量丰富，但是这些能源日益枯竭，充分利用并节约煤的使用是现代水泥工业的新要求。我国煤炭产地从煤炭资源的分布区域看，华北地区最多，占全国保有储量的49.25%，其次为西北地区，占全国的30.39%，依次为西南地区，占8.64%，华东地区，占5.7%，中南地区，占3.06%， 东北地区，占2.97%。按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多，这6省的保有储量约占全国的81.6%。2002年年底，中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨，人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭匡算，可以保证开采上百年。

能源问题是一两个世纪之后所要面临的难题，因此有必要在工业上节约对能源的利用。水泥工业对煤燃烧效率提高有很多种，我们从提高煤品质的方向出发，利用胞外分解酶，降低煤当中的长链烃为短链烃或者将一些芳香族化合物开环，以降低其反应活化能，提高反应效率增大利用率。

1.2课题研究的意义

已经知道的石油工业中的生物酶催化，其催化效率约在40%～60%之间，能够较好的催化分解石油中的烃类，国内已经有许多炼油厂使用这种技术。生物酶在煤的催化中的应用也应当会和石油一样，具有技术上推广使用的前景。

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