摘 要

随着工业发展，能源消耗增加，我国优质烟煤的储量已经逐渐供不应求。作为耗煤最大的行业之一，水泥行业如何高效利用劣质煤来生产水泥，是解决目前水泥工业优质烟煤日益短缺的一个重要问题。而燃煤催化剂被认为是实现劣质煤高效利用的有效方法之一，对劣质煤催化剂的研究具有重要的意义。

本文以低挥发分的文山煤为研究对象，以酵素为燃煤催化剂，以工业分析，热重分析为研究手段，以着火温度、最大反应速率温度、灰分、挥发分和煤粉燃尽后残渣的质量分数为评价指标分析酵素对劣质煤燃烧过程的影响。灰分、挥发分及煤粉燃尽后残渣的测试结果表明，在0.015%酵素添加量情况下，灰分含量降低了0.44%，挥发分增加0.36%，在添加0.020%酵素量情况下，煤粉燃尽后残渣质量分数降低0.81%，从理论上讲对改善煤粉燃尽度、提高发热量有利；但DSC、DTG的分析结果尚未能反映出这种差别。

关键词：劣质煤; 酵素; 工业分析; 热重分析

Effect of enzymes on low-quality coal combustion process analysis

ABSTRACT

With the industrial development, energy consumption increases, our quality bituminous coal reserves have been gradually in short supply. As one of the largest coal industry, cement industry how efficient use of low quality coal to produce cement, an important issue is to solve the current cement industry growing shortage of quality bituminous coal. The fired catalyst is considered to be one of the effective methods to achieve efficient utilization of low quality coal, it has important implications for studies of low quality coal catalyst.

In this paper, low volatile coal Wenshan as the research object to coal-fired enzyme catalyst to industry analysis, thermal gravimetric analysis to study means to post-ignition temperature, the maximum temperature of the reaction rate, ash, volatile matter and coal burn residue the mass fraction of the impact evaluation of enzyme analysis of low quality coal combustion process. After the ash, volatile and burn pulverized coal residue test results show that the enzyme added amount of 0.015%, the ash content decreased by 0.44%, volatile matter increased 0.36%, in the amount of enzyme added 0.020%, the pulverized coal combustion after doing the residue mass fraction 0.81% decrease, theoretically beneficial to improve the burn pulverized coal, improve heat; but the results of the analysis DSC, DTG has not been able to reflect this difference.

Key words: Low quality coal; Enzyme; Industrial analysis; TGA

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 燃煤催化剂的催化作用 2

1.3 燃煤催化剂催化机理 2

1.3.1 氧传递理论 3

1.3.2 电子转移理论 3

1.4 燃煤催化剂的研究现状 3

1.4.1 碱金属、碱土金属燃煤催化剂 3

1.4.2 过渡金属燃煤催化剂 4

1.4.3 稀土金属燃煤催化剂 5

1.4.4 复合燃煤催化剂 6

1.4.5 其它类型燃煤催化剂 6

1.5酵素（生物酶）的运用 7

1.5.1生物酶在催化分解油当中的运用 7

1.5.2生物酶在木质纤维素在乙醇燃料当中的运用 7

1.5.3微生物在处理油污染、业废水中的运用 8

1.5.4生物酶的获取 8

1.5.5酵素在煤的工业当中的运用 9

1.6课题的提出 9

第二章 实验内容和方法 11

2.1 实验原料和设备 11

2.1.1 实验煤粉 11

2.1.2 燃煤催化剂 11

2.1.3 实验设备 11

2.2样品制备 11

2.3实验思路 12

2.4实验步骤和内容 12

2.4.1煤样的工业成分分析 12

2.4.2煤样燃尽后剩余残渣的测量 14

2.4.3热重分析 14

第三章 实验数据和分析 16

3.1烟煤的工业成分分析 16

3.1.1空气干燥基水分 16

3.1.2灰分含量 16

3.1.3挥发分含量 17

3.1.4.煤样燃尽后残渣的测定 18

3.1.5热重分析 19

第四章 结论和展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 绪论

1.1 引言

国家统计局调查^[1]表明，2010年和2011年，我国全年水泥产量分别为188191.17、209925.86万吨，到2012年，我国全年水泥产量又增大到220984.08万吨，而现阶段我国水泥熟料烧成能耗80%来源于煤的燃烧，水泥产量每年的增加，导致煤耗的逐年增长。另外统计数据显示，2010-2012年我国能源消耗总量(单位：万吨标准煤)分别为324939、348002、361732，其中煤炭约占能源消耗总量的68%，由此可见，煤炭作为我国主要能源来源，其存储量多少直接关系到我国能源能否正常供给。

尽管目前我国的煤炭资源还很丰富，但随着能耗的逐年加剧，煤的储量，特别是优质烟煤储量已到不容乐观的地步，另外由于优质烟煤的分布不均，在储量不足的地区，优质烟煤已供不应求^[2]。相对优质煤而言，由于现阶段生产技术、生产设备等条件的限制，低质煤的综合利用还不够充分，尤其是在水泥行业，由于煤粉燃烧的好不好会直接影响水泥生产的质量和设备的稳定性，使得低品质煤在很长一段时间得不到充分合理的运用。随着优质烟煤储量的不断减少和价格的不断升高，使得许多能耗单位不得不把目光投向劣质煤的运用上。但由于劣质煤所含的灰分高，挥发分低等因素，使得在燃烧过程中着火温度高，燃烧困难；另外对于劣质煤，尽管其固定碳含量很高，但因变质程度高，结构致密，气孔少，使得劣质煤在燃烧过程中氧气很难通过扩散进入碳粒内部，使得劣质煤不易燃烧。