不同平茬周期柠条的燃烧特性及热值.pdf

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1、第31卷2015芷第22期11月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringVbl．31No．22NOV．2015261不同平茬周期柠条的燃烧特性及热值刘健1，姚军康2，吴得南1，吴锐1，吕文3(1．银川能源学院石油化工系，银川750105；2．北京中石大新能源研究院有限公司，北京1022493．国家林业局三北防护林建设局，银川750001)摘要：柠条是西北地区水土保持，防风固沙造林中的重要灌木树种，可作为生物质燃料使用，但随林龄增加

2、出现生长衰退，效益下降等问题。利用平茬技术可以提高柠条利用率，该文以宁夏盐池平茬1～5a生柠条为研究对象，对其生长指标、工业分析、硫含量、热值和热重进行了分析。结果表明：1)经平茬后的柠条生长指标每年递增，但3a以后增幅不大，选定平茬期为3a的柠条株高、地径和分支数分别比6a老龄林提高了16．67％、11．54％和160．00％，表明平茬技术有利于柠条生长。2)通过热值分析对l～5a生柠条进行了比较，发现3～5a生柠条发热量较好，但三者相差不多；考察了不同月份收割柠条的影响因素，研究表明10--12月柠条各项指标

3、处于最优值。3)比较了柠条和煤的硫含量，分析表明柠条硫含量是烟煤的1／12倍，柠条作为燃料会大大减少硫化物的排放。4)工业分析和热重分析表明，柠条和煤产生的灰分作相比，柠条产生的灰分是烟煤的1／9倍，可减少颗粒物的排放，有利于环境保护。5)采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明，柠条具有较低的活化能，有利于燃烧。综上所述，采用平茬期为3a且每年10一12月生的柠条最适宜作为热电厂燃料。柠条作为发电燃料具有含硫量低，灰分少，对环境保护和减少可吸入颗粒物具有重要的意义。关键词：生物质；燃烧；发

4、电；柠条；平茬周期doi：10．11975a．issn．1002—6819．2015．22．036中图分类号：TK62文献标志码：A文章编号：1002～6819(2015)一22—026卜06刘健，姚军康，吴得南，吴锐，吕文．不同平茬周期柠条的燃烧特性及热值[J]．农业工程学报，2015，31(22)：261--266．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2015．22．036http：／／www．tcsae．orgLiuJian，YaoJunkang，WuDenan，WuRui，LfiW

5、en．Thermalanalysisandcombustioncharacteristicsindifferentstumpingperiodofcaraganakorshinskii[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2015，31(22)：261--266．(jnChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．20

6、15．22．036http：／／www．tcsae．org0引言柠条(Caraganaintermediaintermedia)属豆科锦鸡儿属。这种沙生灌木具有“平茬复壮”的生物习性(齐根砍下，再切成七八十厘米就成了新苗【14】。砍过的灌木来年新生。3a成材，越砍越旺。如果不砍掉长成的枝干，则生长缓慢，不到7a，就会成为枯枝)。柠条枝条含有油脂，热值在18．83kJ，污染性低，燃烧过程中产生的硫氧化物极低(0．05％)，二氧化碳的净排放量为负值，即生长中吸收的二氧化碳量大于燃烧后排放的量，有效减少了二氧化碳排放，

7、因而可发展成每3a砍1次的“绿色煤田”【4j。国家《可再生能源中长期发展规划》已确定中国到2020年，生物质发电任务实现装机容量3000万kW的总目标，其中，以林木生物质物资源为燃料的生物质直燃发电总装机为l000万kW[51。对此，国家林业局于2006年开始在全国范围内实施“林电一体化”工程，主要是结合林业灌木林平茬复壮经营措施，将灌木平茬剩收稿日期：2015．04—09修订日期：2015-10．12基金项目：国家自然科学基金(31360110)：银川I能源学院科研项目(20t3．KY—Z—01)作者简介：刘健

8、，女(汉族)，宁夏银J11人，银川能源学院高级工程师，主要从事生物质能源利用研究。银』If银川能源学院石油化工系，750105。Email：wqs330175963@163．com余物作为燃料发电，该项工程已成为促进林业发展和增加绿色电力的重要途径[6j。目前许多学者都只对农林废弃物及加工残余物热重进行了分析研究，如秸秆、稻壳、甘蔗渣等[7。13

9、的热重研究，而本文是对宁