兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究

武鹏魁; 韩奎华

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兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究

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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。

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来源
《洁净煤技术》 |2022年第5期|134-142|共9页
作者
武鹏魁; 韩奎华;
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作者单位

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;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类煤的燃烧;
关键词
兰炭; 生物质秸秆; 混合燃料; 热重分析; 动力学; 活化能;

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