生物质压缩颗粒的燃烧特性

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1、生物质压缩颗粒的燃烧特性链接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com生物质压缩颗粒的燃烧特性王惺，李定凯，倪维斗，李政，张鹤丹(清华大学热能工程系，北京100084)摘要：采用TG－DTG热分析技术对麦秸、玉米秸、胶合板粉粒和松木粒4种生物质压缩颗粒的燃烧特性进行了实验研究，考察了其着火及燃尽特性，结合前人提出的综合燃烧特性指数，提出用相对失重速率进行计算。结果表明：生物质压缩颗粒与煤相比，其着火与燃尽温度均较低，燃烧迅速且集中；与生物质粉末相比，其固定碳的燃烧更平

2、稳，燃烧时间延长。4种物质之中，松木粒综合燃烧特性最好，玉米秸最差。工业化带来的资源枯竭问题已经引起了广泛关注和忧虑。作为可再生能源的一种，生物质能的利用已经受到国内外[1－3]的高度重视。我国生物质资源丰富，在诸多利用途径中，生物质成型燃料被认为是一种方便、易操作的分布式利用方式而受到青睐。成型燃料的迅猛发展，势必会带动其燃烧设备等相关产品的研制工作，这又离不开对成型燃料燃烧特性的基础性[4－10]研究。目前，国内外对生物质粉体燃烧特性研究较多，而对生物质压缩成型燃料的燃烧特性研究还非常少，因此，有必要开展这类工作，为开发更合适的生物质颗粒燃烧炉做必要的准

3、备。1实验1.1实验样品及其特性实验选用了麦秸粒、玉米秸粒、松木粒和胶合板粉粒4种压缩颗粒来制备样品，4种颗粒的原料均采自北京地区。压缩颗粒的制备采用北京惠众实(High－zones)公司研发的“生物质冷压成型技术”。该技术将粉碎粒度10mm以下的生物质原材料，在常温、自然干燥(含水率15％～25％)条件下，压缩成3直径6～7mm、长度约20mm、密度约1.1g/cm的成型颗粒。制备实验样品时，将上述颗粒截取成重约30mg的成型颗粒。各样品的工业分析和元素分析结果见表1。1.2实验条件实验采用美国HermoCahn公司的热重分析系统thermax500热重分

4、析仪，工作气氛为空气，流量为200mL/min，常压，升温速率20℃/min，初始温度为温(约28℃)。样品为约30mg的成型颗粒。1.3实验结果4种样品颗粒的TG、DTG曲线如图1～图4所示。页面1/10生物质压缩颗粒的燃烧特性链接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com页面2/10生物质压缩颗粒的燃烧特性链接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com2分析与比较2.1燃烧

5、特性从样品的工业分析和元素分析可见，生物质颗粒的组分特征是明显的，与煤样相比，其挥发分含量高，固定碳要少很多。这种组分结构也决定了其燃烧特性。表2描述了4种生物质颗粒的燃烧特性参数。其中，W1～W4分别表示在燃烧的4个阶段失重百分率；t1和t2分别表示两个失重速率最大时刻的温度。图5和图6为4种样品的TG曲线和DTG曲线。页面3/10生物质压缩颗粒的燃烧特性链接：www.china-nengyuan.com/tech/119374.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com页面4/10生物质压缩颗粒的燃烧特性链接：www.china-ne

6、ngyuan.com/tech/119374.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com从表2及图5和图6可见，4种生物质颗粒的燃烧具有相同的特点。(1)4种生物质颗粒燃烧特性曲线相似，均可以分为4段(图1)：水分析出，挥发分析出燃烧，固定碳燃烧，燃尽。这[11－12]与文献中报道的生物质燃烧的4个阶段吻合。(2)水分含量差别不大，且水分析出时间集中。(3)燃烧温度较低，4种生物质颗粒开始明显失重时刻的温度在250℃附近，这也大大低于一般煤的初始明显失重温[13－14]度。样品燃烧过程迅速且集中，失重主要在第2阶段，即挥发分的析出与燃烧阶

7、段，这一阶段的失重占初始质量的70％左右，这也反映了生物质颗粒挥发分含量高的特点。(4)第3阶段，即固定碳燃烧阶段，燃烧速率相对平稳且缓慢，4种颗粒均未出现燃烧速率的峰值，这点与一些文献[15]报道的生物质粉体燃烧的第3阶段燃烧情况不尽一致。除了样品的因素外，笔者认为颗粒大小及密度是一个原因。由于本实验中的样品均为压缩颗粒，质量较大，进入第3阶段固定碳燃烧时，紧密的结构使得样品内部的物质不能即时接触空气，从而使燃烧更趋于平稳。(5)400～450℃，样品基本燃烧完毕[13－14]，这样，温度比一般煤的燃尽温度低了很多，反映出生物质颗粒的整个燃烧过程是迅速的。

8、图5和图6亦反映了4种生物质颗粒燃烧特性的区别。可以