兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究

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

所属期刊栏目：28

分类号：TQ534

资助基金：山东省重点研发计划资助项目2016GGX104005

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：134-142