[发明专利]一种利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法

权利要求书

1.一种利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法，其特征在于：具体操作步骤如下：

(1) 将4~7 mg的煤或生物质焦样品均匀平铺于坩埚中，形成一个薄样品层；

(2) 在流量为50~80 mL·min^-1的高纯N₂气氛中，将样品以10~60 ℃·min^-1的升温速率从室温加热至110 ℃，并在110 ℃停留10 min以得到样品的干燥基质量m₁；

(3) 保持气氛不变，以10~40 ℃·min^-1的升温速率将样品加热至350~650 ℃的反应温度，并停留2 min使反应器温度场稳定；

(4) 将气氛由N₂切换至相同流量的反应气，并令样品在反应温度保持100~150 min，此即为反应性测试阶段；

(5) 将气氛由反应气切换至高纯O₂，并将样品以10~20 ℃·min^-1的升温速率加热至800~850 ℃并停留20 min，令剩余的样品有机质完全氧化而得到样品中灰的质量m₂；所述的反应气对于燃烧反应性测试为高纯空气，对于气化反应性测试为高纯CO₂；

(6) 整个测试过程中，样品的质量被实时连续记录，形成横轴为反应时间t的样品失重(TG)曲线，对此曲线求取一阶导数，即得到样品的失重速率(DTG)曲线，再由TG和DTG曲线得到比反应速率曲线，用于一系列特征点所对应的参数的选取；

(7) 在比反应速率曲线上找到主反应阶段最大比反应速率R_max及其所对应的时间t_max；

(8) 找到反应起始时间t_s、强烈反应开始时间t_50%、反应结束时间t_f以及半峰宽Δt_1/2；

(9) 计算出t_s与t_f之间的平均比反应速率R_mean；

(10) 按照R_c = [R_max·R_mean]/(t_max·Δt_1/2)的定义，计算出反应综合指数R_c，作为评价样品反应性的最终指标。

2.根据权利要求1所述的利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法，其特征在于：所述的坩埚的高径比为1:5~1:3，底面直径为13~17 mm，材质为高纯氧化铝或铂金。

3.根据权利要求2所述的利用热重分析仪评价煤及生物质焦反应性的方法，其特征在于：所述的反应温度在反应性测试阶段保持恒定，对于燃烧反应性测试为350~450 ℃，对于气化反应性测试为450~650 ℃；相同条件下，生物质焦选用相对低的反应温度。