生物质及其半焦混燃特性热重实验研究

《生物质及其半焦混燃特性热重实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第7期可再生能源Vol.33No.72015年7月RenewableEnergyResourcesJul.2015生物质及其半焦混燃特性热重实验研究蒋绍坚，唐富强，陈莲瑛，蒋勇，黄靓云（中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙410083）摘要：采用热重分析方法研究了木质含量分别为0，20%，50%，80%和100%的生物质及其半焦的掺混物在空气气氛下的燃烧特性，并对失重数据进行了动力学分析。结果表明：随着木质含量的增大，DTG曲线向低温区移动，燃料的起始反应温度、剧烈反应温度、终止反应温度降低，最大失重速率、平均反应性增大；掺混物在相同反应时间内的实际转化率大于计算转化率，表明

2、混合物组分间存在相互促进的协同作用，并且掺混物中木质含量越高，促进作用越明显；木质含量为0和20%的掺混物失重过程可由一个动力学方程进行合理的拟合，其余3个掺混物则需分段拟合。关键词：生物质焦；生物质；热重分析；掺混比中图分类号：TK6；S216.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）07-1060-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.07.0160引言半焦及3种混合物进行了热重实验，分析了木质生物质能是可再生能源，具有大量性、普遍性掺混量对混合燃料各燃烧特性的影响。[1]和清洁性等特点，其高效利用技术受到了国内1实验外学者的

3、高度重视。生物质焦是生物质热解后的1.1实验原料固体产物，其含碳量高，热值高，研究生物质焦的实验选用典型的木质成型颗粒，半焦为其高[2]燃烧、热解、气化具有十分重要的意义。E-温热解后的木炭产物，将成型木质颗粒和块状半[3]leniKastanaki在热重分析仪上研究了生物质焦分焦粉磨至100目（粒径为0.15mm）并干燥，将干别与褐煤焦及无烟煤焦的燃烧反应特性，比较了燥后的木质、半焦分别按预定比例进行掺混，得到[4]反应性与混合物组分的关系。张建良利用热重5个样品并标号：1-半焦；2-木质∶半焦=1∶4；3-木分析天平装置对生物质焦与煤的混合物进行了燃质∶半焦=1∶1；4-木质∶半

4、焦=4∶1；5-木质。利用5E-烧试验，研究了掺混比对混合物的着火温度、燃烧MAG6600型工业分析仪、WHR-15型氧弹式热量速率最大时的温度、燃尽温度和最大燃烧速率的计分别进行工业分析及发热量测定，结果如表1[5]影响，并进行了动力学分析。KeigoMatsumoto在所示。下降管式炉中研究了气流床气化副产品———4种表15个样品的工业分析和热值Table1Theproximateanalysisandheatvalueoffivesamples生物质焦的碳转化率、反应速率、燃料颗粒大小及样品M/%A/%V/%F/%Q/kJ·kg-1表面积等特性。另外，卢春兰[6]研究发现，生物

5、质adadadadnet,ad12.143.220.7873.8829891焦含碳量高，单独反应时燃点较高，原生物质中木22.242.6932.7962.2827613质素含量较高时，其生物质焦的石墨微晶结构排32.331.6254.5141.5424196列更趋整齐，反应性低。42.530.9270.8725.6820778目前，国内外大部分研究都是针对生物质焦52.630.6580.8415.8818500的单独燃烧或气化，而在实际的生物质燃烧或气1.2实验装置和方法化过程中，生物质与生物质焦是共存的，反应进行本实验使用美国TA公司生产的热重差热联时生物质不断转化为生物质焦。为了

6、了解生物质用分析仪SDT-Q600（SimultaneousDSC-TG），采燃烧过程中生物质与其半焦的相互影响，本文将用非等温程序升温法，样品质量称取值为20±1木质和其半焦产品以3个不同比例掺混，对木质、mg，实验载气为空气，空气流量为50mL/min，从收稿日期：2014-12-01。基金项目：国家自然科学基金资助项目（51276023）。作者简介：蒋绍坚（1963-），男，教授，主要从事低碳能源技术研究工作。E-mail：sjjiang@mail.csu.edu.cn·1060·蒋绍坚，等生物质及其半焦混燃特性热重实验研究室温开始以20℃/min的升温速率升至800℃。为挥发

7、分析出及反应、焦炭反应两个阶段，DTG曲2实验结果和分析线向低温区移动。在挥发分析出及反应阶段，除2.1热重曲线结果和分析1，2号样品外，其他3个样品出现了最大失重峰根据热重实验数据绘制TG和DTG曲线，如（dm/dt）max，即达到了剧烈反应温度T2，随着样品中图1所示。定义T1，T2，T33个特征温度点，起始反木质含量的增加，最大失重峰值依次增大。而半焦应温度T1：燃料质量开始急剧下降时的温度，由主要为焦炭反应阶段，挥发分析出阶段很短暂，整于温度升高使