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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究
  • 作者

    武鹏魁韩奎华

  • 单位

    山东大学能源与动力工程学院山东大学高效节能及储能技术与装备山东省工程实验室

  • 摘要

    现有兰炭具有高固定碳、低灰、低硫、低磷等优点,但其挥发分低,着火缓慢。在兰炭燃料中掺混少量生物质可有效改善其燃烧性能,减少燃煤污染物排放,优化生物质秸秆的利用现状。通过热重分析法分别研究了3种兰炭、麦秆和玉米秆单独及混合燃料的燃烧特性,分析了掺混样品种类和掺混比例对混合燃料着火温度、燃尽温度、燃烧特性指数和热释放速率等的影响,并确定了最佳掺混比例。结果表明:兰炭与秸秆掺混后的燃烧效果与掺混样种类及掺混比例密切相关。5种样品中燃烧性能从大到小依次是麦秆、玉米秆、府谷兰炭、大同兰炭和包头兰炭,府谷兰炭掺混玉米秆后燃烧特性优于其他掺混燃料,燃料的着火温度和燃尽温度相比兰炭原样分别降低了约200 ℃和40 ℃,综合燃烧特性指数是原样的1.5倍左右。在府谷兰炭/秸秆掺混比为8∶2时,着火特性指数仅为0.625,小于原样的0.979,此时第1波峰实际值也小于理论模拟值,混合燃料对低温段秸秆的挥发分析出有抑制作用,随着秸秆掺混比例增大,促进作用大于抑制作用,第1个波峰迁移且增大,第2个波峰减小,掺混比为6∶4时,第2个波峰处出现短暂增大,可能是由于秸秆占比增大,裂解出大量易燃半焦导致燃烧短时间加速。兰炭中掺混一定比例秸秆,有利于减少燃料主要燃烧阶段的活化能,但随掺混比例的增加其燃烧性能提升有限,掺混比为6∶4时,府谷兰炭活化能下降近36 kJ/mol。府谷兰炭和玉米秆掺混比例约7∶3时,混合燃料的释热率明显高于其他掺混比,结合其燃烧特性发现此时燃烧效果最好。

  • 关键词

    兰炭生物质秸秆混合燃料热重分析动力学活化能

  • 引用格式
    武鹏魁,韩奎华.兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究[J].洁净煤技术,2022,28(5):134-142.
    WU Pengkui,HAN Kuihua.Thermogravimetric analysis and kinetic study on blended fuel of semi-coke and straw[J].Clean Coal Technology,2022,28(5):134-142.
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