添加剂优化煤粉-污泥混合燃烧性能与催化机理

该研究论文深入探讨了添加剂对煤粉-污泥混合燃烧特性的影响以及其动力学机制。作者使用热重分析法对单独的污泥、煤粉以及它们的混合物进行了燃烧特性的系统研究。实验结果显示，添加污泥能够显著降低煤粉的着火温度（Ti），促使煤粉快速热解燃烧，从而提升其燃烧性能。然而，当污泥掺混比例超过10%时，混合样品的最大失重速率下降，燃尽温度（Tb）上升，综合燃烧性能指数（S）也随之变差。 钙氧化物（CaO）和碳酸钠（Na2CO3）作为添加剂，对混合燃烧表现出积极影响。它们能够促进挥发分的燃烧，并进而加快固定碳的燃烧过程，导致混合样品的燃烧速率提高，燃烧时间缩短，从而整体上优化了燃烧特性。相比之下，二氧化锰（MnO2）和三氧化二铁（Fe2O3）对混合燃烧的催化作用不明显，反而降低了混合样品的最大燃烧速率。 从动力学角度看，添加CaO和Na2CO3能够有效地减小燃烧体系的活化能，降低了反应进行所需的能量，使得燃烧过程更为高效。然而，MnO2和Fe2O3的添加并未明显改变混合样品的表观活化能，这可能意味着它们在混合燃烧过程中的催化活性不如前者。 该研究对于理解煤粉-污泥这种废物资源化利用的燃烧过程具有重要意义，特别是在考虑环保因素的同时，优化能源转化效率。这对于推动固体废弃物处理技术的发展，实现可持续能源生产和减少环境污染具有理论指导价值。通过调控添加剂的比例和种类，可以有针对性地调整燃烧特性，为实际工业应用提供参考。