五种固体可燃物阴燃过程特性实验研究

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1、分类号：TK6单位代码：10433密级：学号：Y1003094山东理工大学硕士学位论文五种固体可燃物阴燃过程特性实验研究ExperimentalstudiesonSmolderingProcesscharacteristicsoffiveSolidMaterials研究生：胡国威指导教师：易维明教授协助指导教师：何芳教授申请学位门类级别：工学硕士学科专业名称：农业生物环境与能源工程研究方向：可再生能源工程论文完成日期：2012年4月15日万方数据独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

2、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日

3、导师签名：时间：年月日万方数据山东理工大学硕士学位论文摘要摘要固体可燃物燃烧涉及能源应用和火灾预防等方面。我国电力供应的80%来自煤炭燃烧；农林固体废弃物作为传统能源，也广泛应用于广大农村地区；森林火灾、各种仓储物火灾也涉及固体可燃物的燃烧。因此，固体可燃物燃烧过程特性的研究对各种应用和火灾预防具有重要的意义。本文选取玉米秸粉、玉米面、热解炭粉（玉米秸粉热解液化所得残炭）、活性炭粉（玉米秸粉炭化并经过水蒸气活化制得）以及石墨粉（含碳量＞98%）五种固体可燃物为研究对象，采用马弗炉灼烧实验、阴燃实验、热分析实验和电镜分析实验对其燃烧过程特性进行研究。首先

4、，实验测量了五种固体可燃物的堆积密度、粒径分布、工业组成、元素组成、热值。结果表明：玉米面堆积密度大约是玉米秸粉和热解炭粉的4倍，是活性炭粉的1.6倍，与石墨粉相差不大；玉米秸粉和玉米面的热值、元素含量差别不大，但玉米秸粉灰分含量稍高；活性炭粉灰分含量最高，热值最小；石墨粉含碳量最高，热值最大。然后，通过马弗炉中灼烧实验和阴燃预实验发现：五种固体可燃物可在马弗炉中顺利完全燃尽，其中石墨粉所需燃烧温度最高（＞700℃），燃烧时间最长；玉米面和石墨粉在阴燃实验台上无法实现阴燃。在此基础上，在自行设计的阴燃实验台上，对玉米秸粉、热解炭粉、活性炭粉三种固体可燃

5、物进行了阴燃实验，实验结果表明：三种可燃物的床层最高温度在600～700℃，不同可燃物的阴燃过程相似，都经历了升温、阴燃、降温三个过程，但反应时间不同，床层内部温度变化不同；玉米秸粉阴燃时床层内部温度自上而下逐渐升高，而热解炭粉和活性炭粉则恰恰相反；为了分析五种固体可燃物阴燃过程中存在差异的原因，对它们进行了热分析实验和电镜分析实验。热分析实验结果表明，玉米秸粉和玉米面的热分析过程极其相似，但玉米秸粉的热解和燃烧过程均早于玉米面；热解炭粉和活性炭粉两者的热解及燃烧过程相似；而石墨粉在600℃以下几乎不发生热解，燃烧则发生在700℃以上。电镜分析实验表明

6、，玉米秸粉微观结构中有许多平行、直径不一的毛细管，利于气体扩散；玉米面及其灰分的微观结构不利于气体在床层内部的扩散导致燃烧速率降低；热解炭粉表面不平整且呈现许多类似结晶体的块状结构，灰分疏松；活性炭粉颗粒呈稍大块状且灰分表面更为粗糙；石墨粉微观结构呈层状，空气难以向内部传播。关键词：固体可燃物，阴燃，热分析，电镜I万方数据山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractSolidcombustiblesburninginvolvedinenergyapplications,fireprevention,andsoon.80%ofourelect

7、ricitysupplycomesfromcoalcombustion;astraditionalenergysources,solidwasteofagricultureandforestryisalsowidelyusedinthevastruralareas;forestfiresandvariousstoragestructurefiresinvolveintheburningofsolidcombustibles.Therefore,astudyofthesolidcombustiblescombustionprocesscharacteri

8、sticsisofgreatsignificanceforvariousapplication