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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、低磷的优点,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。本文通过热重分析法分别对3种兰炭、麦秆和玉米秆单独及混合燃料的燃烧特性进行了研究,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,并确定了最佳的掺混比例。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种样品燃烧性能从大到小依次是麦秆、玉米秆、府谷兰炭(SC1),大同兰炭(SC3)和包头兰炭(SC2),且在SC1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于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SC1和秸秆掺混比为8∶2时,着火特性指数仅为0.625,小于原样的着火特性指数0.979,且此时第1个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,其中在掺混比为6∶4时,第2个波峰处出现了短暂增大,这可能是与秸秆占比量增大,裂解出大量易燃半焦导致燃烧短时间加速有关。兰炭中掺混一定比例的秸秆,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的提升有限,在掺混比为6∶4时,SC1活化能下降了近36 kJ/mol。SC1和玉米秆掺混比例在7∶3附近时,混合燃料的释热率明显高于其他掺混比,结合其燃烧特性可以看出此时的燃烧效果最好。


  • 关键词

    兰炭生物质秸秆混合燃料热重分析

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