实验一煤燃烧特性的热重分析

2024年3月11日发(作者：地平线摩托车)

实验一 燃烧特性的热重分析

一、 实验目的

1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作；

2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。

二、 实验内容及要求

1． 熟悉热重分析工作原理；

2． 学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析

燃烧特性。

三、 实验步骤

1． 试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯

度的保护气体和反应气体。检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。

2． 开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22℃）；（2）接通气体（氮气

流量：30ml/min；空气流量：100ml/min）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度

和气流稳定后，打开TGA 主机；（4）打开计算机进入Windows NT，双击“STAR

e

”

图标打开STAR

e

软件。

3． 根据软件建立试验方法，设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃，完毕

后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。

4． 根据随机软件进行数据处理。

5．

关闭系统：（1）须在TGA 主机的炉温低于300℃ 后关闭恒温水浴槽；（2）关

闭TGA 主机；（3）关闭气体；（4）关闭计算机。

四、 实验报告

1． 热重燃烧特性指标的含义和求解方法；

2． 热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义；

3． 求解煤/生物质燃烧特性参数；

4． 结合所得数据分析燃烧特性。

瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851

e

热分析系统

图1、图2为热分析系统原理图。该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天

平和高温恒温浴槽。

具体参数如下：型号：TGA/SDTA851

e

；温度范围：室温~1600℃；大测试

炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线

性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。

图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用

平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化（如热胀冷缩效应）的

影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内（22.0±0.1℃），不受环境

因素的影响。其中的测试炉采用水平结构，可最大限度地消除可能产生的气体紊

流的影响，克服热气体对流上升容易产生的“烟囱效应”。该系统采用单坩埚结构，

使样品处于测试炉的几何对称中心，在升温室得到均匀加热。测量样品的温度传

感器直接安装于坩埚底部，能准确测取样品温度。加热炉内可通入需要的各种反

应气体，同时为了保护天平免受反应气体的腐蚀，需要通入保护气体。

图1 热分析系统示意图

图2 TGA/SDTA851原理图

1—隔热挡板；2—反应性气体毛细管；3—石英护套；4—气体排出阀门（偶联接口）；

5—样品温度传感器；6—加热炉；7—炉温传感器；8—电源接点；9—真空和清洁气体管；

10—恒温天平室；11—平行导向超微量天平；12—样品室开启装置；13—冷却水管道；14

—保护气体入口；15—反应气体入口；16—真空连接和清洁气体入口

e