高摻混比例下不同生物質與煤粉混燃實驗研究

【摘要】：將碳中和能源生物質高比例摻混入煤粉中（生物質/煤粉質量比大于5/5），可有效解決生物質利用率低和能量密度低、煤粉著火較難和污染物排放高的問題，提高能源利用率，實現節能減排，已成為一種新型能源利用技術。目前學者主要集中于研究低摻混比例（小于5/5）的情況，對國內常見生物質與煤粉在高摻混比例下的混燃特性尚有待深入。采用熱重分析法研究了不同種類生物質（玉米秸稈、稻桿、玉米芯、棉花及楊木屑）與煤粉在高摻混比例下（0/10、5/5、6/4、7/3、8/2、10/0）的燃燒特性和動力學特性，分析了不同生物質種類及摻混比例對燃料的熱失重特性、特征溫度、反應動力學、燃盡特性及燃燒特性指數等的影響，并確定不同生物質的最佳摻混比例。結果表明：混合樣品的失重曲線表現為失水、揮發分燃燒、固定碳燃燒三階段。最大失重速率在第一階段變小且在第二階段變大，燃燒進程提前?；旌蠘悠返闹饻囟群腿急M溫度分別比煤粉下降約100℃和40℃，在促進和抑制的協同作用下，楊木屑的著火溫度隨摻混比例的增加而增大；玉米秸稈、稻桿和棉花先減小后增大，7/3時最??；玉米芯則減??；燃盡溫度均下降。單一生物質的活化能均小于煤粉，第一階段由大到小分別為稻桿、楊木屑、玉米秸稈、棉花和玉米芯，第二階段由大到小分別為楊木屑、棉花、玉米芯、稻桿和玉米秸稈。隨摻混比例增大，第一階段棉花和楊木屑先增大后減小，玉米芯和稻桿逐漸減小，且均在8/2時最??；玉米秸稈先減小后增大，6/4時最小。第二階段玉米芯、楊木屑和棉花逐漸減小，8/2時最??；玉米秸稈和稻桿先減小后增大，分別在6/4和7/3時最小。燃盡特性指數變化規律不同，棉花在7/3時抑制作用最強，玉米秸稈、稻桿、玉米芯、楊木屑分別在8/2、6/4、6/4和8/2時促進作用最強。單一生物質的綜合燃燒特性指數由大到小分別為玉米芯、棉花、玉米秸稈、稻桿和楊木屑，約為煤粉的10倍、7.7倍、7倍、6.5倍和6.2倍；且玉米芯和棉花在8/2時、稻桿和玉米秸稈在7/3時最大，小范圍改變摻混比例，燃燒特性指數幾乎無變化。