Analiza procesu spalania tlenowego paliw stałych przy użyciu TGA/DTA

Spalanie tlenowe (oxy-combustion) jest jedną z nowych technologii, umożliwiających jednoczesną produkcję energii elektrycznej i wychwytywanie dwutlenku węgla. Technologia ta różni się od konwencjonalnych metod tym, iż spalanie paliwa zachodzi w mieszaninie tlenu i recyrkulowanych spalin, zamiast w powietrzu. Do charakterystyki procesu spalania tlenowego węgla brunatnego i kamiennego przeprowadzono liczne analizy termograwimetryczne (TG) z termiczną analizą różnicową (DTA) wraz z analizą składu wydzielających się produktów gazowych (EGA) w zakresie temperatur od 20 stC do 1000 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min. Z krzywych TG, DTG i DTA otrzymanych w procesie spalania paliw w powietrzu i w mieszaninach O2/CO2 wyznaczono poszczególne etapy spalania oraz charakterystyczne parametry m.in. temperaturę zapłonu, temperaturę wypalenia paliwa, reaktywność oraz całkowity czas spalania. Dodatkowo przeanalizowano proces pirolizy węgli w atmosferze N2 i CO2 w zakresie temperatur od 20 stC do 1300 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min.

---

Oxy-fuel combustion is suggested as one of new promising technologies for capturing CO2 from power plants. In an oxy-fuel combustor, the combustion of coal basically occurs in an atmosphere of O2/CO2. This experimental study aims to identify the differences in combustion behaviour of two Polish coals (brown and hard) in air and O2/CO2 environments using thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA) and evolved gas analysis (EGA). The pyrolysis experiments were performed with 100% N2 and 100% CO2. A non-isothermal temperature program, which consisted of heating around 14 mg of the sample at the rate of 50 stC/min, from 20 stC up to 1300 stC, was employed. Combustion behaviour of tested fuels in air and oxy-fuel condition show that burning process is slightly delayed in oxy-fuel condition compared to air condition at the same oxygen levels.