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1、生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性王惺，李定凱，倪維斗，李政，張鶴丹(清華大學(xué)熱能工程系，北京100084)摘要：采用TG－DTG熱分析技術(shù)對(duì)麥秸、玉米秸、膠合板粉粒和松木粒4種生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，考察了其著火及燃盡特性，結(jié)合前人提出的綜合燃燒特性指數(shù)，提出用相對(duì)失重速率進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明：生物質(zhì)壓縮顆粒與煤相比，其著火與燃盡溫度均較低，燃燒迅速且集中；與生物質(zhì)粉末相比，其固定碳的燃燒更平
2、穩(wěn)，燃燒時(shí)間延長(zhǎng)。4種物質(zhì)之中，松木粒綜合燃燒特性最好，玉米秸最差。工業(yè)化帶來(lái)的資源枯竭問題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注和憂慮。作為可再生能源的一種，生物質(zhì)能的利用已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外[1－3]的高度重視。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，在諸多利用途徑中，生物質(zhì)成型燃料被認(rèn)為是一種方便、易操作的分布式利用方式而受到青睞。成型燃料的迅猛發(fā)展，勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)其燃燒設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)品的研制工作，這又離不開對(duì)成型燃料燃燒特性的基礎(chǔ)性[4－10]研究。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)生物質(zhì)粉體燃燒特性研究較多，而對(duì)生物質(zhì)壓縮成型燃料的燃燒特性研究還非常少，因此，有必要開展這類工作，為開發(fā)更合適的生物質(zhì)顆粒燃燒爐做必要的準(zhǔn)
3、備。1實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)樣品及其特性實(shí)驗(yàn)選用了麥秸粒、玉米秸粒、松木粒和膠合板粉粒4種壓縮顆粒來(lái)制備樣品，4種顆粒的原料均采自北京地區(qū)。壓縮顆粒的制備采用北京惠眾實(shí)(High－zones)公司研發(fā)的“生物質(zhì)冷壓成型技術(shù)”。該技術(shù)將粉碎粒度10mm以下的生物質(zhì)原材料，在常溫、自然干燥(含水率15％～25％)條件下，壓縮成3直徑6～7mm、長(zhǎng)度約20mm、密度約1.1g/cm的成型顆粒。制備實(shí)驗(yàn)樣品時(shí)，將上述顆粒截取成重約30mg的成型顆粒。各樣品的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果見表1。1.2實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)HermoCahn公司的熱重分析系統(tǒng)thermax500熱重分
4、析儀，工作氣氛為空氣，流量為200mL/min，常壓，升溫速率20℃/min，初始溫度為溫(約28℃)。樣品為約30mg的成型顆粒。1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果4種樣品顆粒的TG、DTG曲線如圖1～圖4所示。頁(yè)面1/10生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com頁(yè)面2/10生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com2分析與比較2.1燃燒
5、特性從樣品的工業(yè)分析和元素分析可見，生物質(zhì)顆粒的組分特征是明顯的，與煤樣相比，其揮發(fā)分含量高，固定碳要少很多。這種組分結(jié)構(gòu)也決定了其燃燒特性。表2描述了4種生物質(zhì)顆粒的燃燒特性參數(shù)。其中，W1～W4分別表示在燃燒的4個(gè)階段失重百分率；t1和t2分別表示兩個(gè)失重速率最大時(shí)刻的溫度。圖5和圖6為4種樣品的TG曲線和DTG曲線。頁(yè)面3/10生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com頁(yè)面4/10生物質(zhì)壓縮顆粒的燃燒特性鏈接：www.china-ne
6、ngyuan.com/tech/119374.html來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com從表2及圖5和圖6可見，4種生物質(zhì)顆粒的燃燒具有相同的特點(diǎn)。(1)4種生物質(zhì)顆粒燃燒特性曲線相似，均可以分為4段(圖1)：水分析出，揮發(fā)分析出燃燒，固定碳燃燒，燃盡。這[11－12]與文獻(xiàn)中報(bào)道的生物質(zhì)燃燒的4個(gè)階段吻合。(2)水分含量差別不大，且水分析出時(shí)間集中。(3)燃燒溫度較低，4種生物質(zhì)顆粒開始明顯失重時(shí)刻的溫度在250℃附近，這也大大低于一般煤的初始明顯失重溫[13－14]度。樣品燃燒過程迅速且集中，失重主要在第2階段，即揮發(fā)分的析出與燃燒階
7、段，這一階段的失重占初始質(zhì)量的70％左右，這也反映了生物質(zhì)顆粒揮發(fā)分含量高的特點(diǎn)。(4)第3階段，即固定碳燃燒階段，燃燒速率相對(duì)平穩(wěn)且緩慢，4種顆粒均未出現(xiàn)燃燒速率的峰值，這點(diǎn)與一些文獻(xiàn)[15]報(bào)道的生物質(zhì)粉體燃燒的第3階段燃燒情況不盡一致。除了樣品的因素外，筆者認(rèn)為顆粒大小及密度是一個(gè)原因。由于本實(shí)驗(yàn)中的樣品均為壓縮顆粒，質(zhì)量較大，進(jìn)入第3階段固定碳燃燒時(shí)，緊密的結(jié)構(gòu)使得樣品內(nèi)部的物質(zhì)不能即時(shí)接觸空氣，從而使燃燒更趨于平穩(wěn)。(5)400～450℃，樣品基本燃燒完畢[13－14]，這樣，溫度比一般煤的燃盡溫度低了很多，反映出生物質(zhì)顆粒的整個(gè)燃燒過程是迅速的。
8、圖5和圖6亦反映了4種生物質(zhì)顆粒燃燒特性的區(qū)別。可以
