生物質(zhì)及其半焦摻混熱分析.pdf

1、將生物質(zhì)和其熱解產(chǎn)物半焦進(jìn)行摻混將帶來燃燒特性的改變，研究這種摻混對燃燒特性的影響對提升生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化利用技術(shù)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際意義。
　　為探討生物質(zhì)和半焦的摻混對燃燒特性的影響，本文選取木質(zhì)生物質(zhì)及木質(zhì)半焦產(chǎn)品木炭為研究對象，制備了五個(gè)試樣:木質(zhì)，木炭，木質(zhì)∶木炭=1∶4，木質(zhì)∶木炭=1∶1，木質(zhì)∶木炭=4∶1。
　　為探討摻混對熱解和燃燒特征參數(shù)的影響，本文利用熱天平分別測定了各試樣在氮?dú)夂涂諝鈿夥障碌氖е財(cái)?shù)據(jù);根

2、據(jù)失重?cái)?shù)據(jù)求得了揮發(fā)分初析溫度、最大反應(yīng)溫度、終止反應(yīng)溫度、最大失重速率;考察了氮?dú)庀履举|(zhì)和木炭的揮發(fā)分釋放特性指數(shù);并討論了混合組分間的協(xié)同作用等。結(jié)果表明:摻混對以上特性都有顯著影響:氮?dú)鈿夥障拢咎康淖畲蠓磻?yīng)溫度、終止析出溫度均遠(yuǎn)大于木質(zhì);木質(zhì)的揮發(fā)分釋放特性指數(shù)比木炭的大一個(gè)數(shù)量級(jí);三個(gè)混合樣品的最大反應(yīng)溫度基本等于木質(zhì)的，而終止反應(yīng)溫度基本等于木炭的;隨著木炭含量的增加，揮發(fā)分初析溫度遞增，最大失重速率遞減;混合物組分間存在相

3、互抑制的協(xié)同作用。空氣氣氛下，隨著木炭含量的增加，揮發(fā)分初析溫度、終止反應(yīng)溫度均遞增，最大失重速率遞減;混合物組分間存在相互促進(jìn)的協(xié)同作用。
　　為揭示摻混比例與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)之間的關(guān)系和獲取任意摻混比試樣的失重速率，本文在失重?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用均相和縮核模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，采用混合燃料失重速率模型求取了三個(gè)混合燃料的失重速率，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比。結(jié)果表明:兩種氣氛下，對木炭和木炭含量最高的摻混樣，均相模型擬合相關(guān)系數(shù)高于縮核模型，但

4、其它三個(gè)試樣的相反;氮?dú)鈿夥障?，隨著木炭含量增加，兩種模型的擬合區(qū)間由低溫向高溫過渡，表明主要反應(yīng)區(qū)間由低溫段轉(zhuǎn)移至高溫段;空氣氣氛下，木炭和木炭含量最高的摻混樣擬合區(qū)間為高溫段，表明主要反應(yīng)區(qū)間集中在高溫段，其它三個(gè)樣均需分高溫段和低溫段擬合，表明主要反應(yīng)區(qū)間分為兩個(gè)不同的階段;混合燃料失重速率模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測得失重速率結(jié)果符合較好，表明根據(jù)生物質(zhì)和其半焦的失重?cái)?shù)據(jù)利用該混合燃料模型可近似計(jì)算出任意混合比下的失重速率。
　　

5、為了探究不同摻混比試樣的官能團(tuán)（有機(jī)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的主要部位）種類和燃料特性之間的關(guān)聯(lián)性，本文利用傅里葉變換紅外光譜儀獲取了各試樣的紅外變換光譜圖，由圖分析得到相應(yīng)的官能團(tuán)歸屬。結(jié)果表明，隨著木質(zhì)含量的增加，試樣的含氧官能團(tuán)種類增多。以木質(zhì)、木炭各反應(yīng)性特征參數(shù)及含氧官能團(tuán)峰位數(shù)作圖得，含氧官能團(tuán)種類較多時(shí)，試樣反應(yīng)性較大。
　　研究表明:在本實(shí)驗(yàn)條件下，生物質(zhì)與生物質(zhì)半焦的摻混對熱解和燃燒特征參數(shù)有重要影響。氮?dú)鈿夥障?，混合物組分