PDF《木质与草本生物质燃烧特性及工况优化研究》

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10 气化学当量比的增大而降低.在60℃/min下,14%和42%O2 条件对应的M2着火点分别为274.3℃和268.9℃.这主要是氧气浓度的提高使得燃料颗粒周围具有更多的氧化性活性分 子,强化了可燃质的氧化燃烧,使得燃烧反应更易发生,燃料的着火点呈现下降趋势. 3.2 生物质燃尽温度特性分析 在生物质混燃过程中,燃尽温度作为重要的特征参数,它表征燃料燃烧的完全程度.在工程实际中定义为DTG曲 线上燃烧速率降为1%/min时所对应的温度.图6为燃尽温度的变化趋势图. 由图6可知,M6与M1一M5相比,在不同燃烧条件下的燃尽温度更高,其主要原因是桉树枝含有较高含量的木质素 ,而木质素与纤维素和半纤维素相比,完全热解需要更高的温度和更长的时间. 同时,随着升温速率的提高,燃料的燃尽温度逐渐向高温区偏移.因为升温速率的提高缩短了生物质在高温下停留 的时间,燃尽同样质量的燃料需要经历更长的时间,导致燃尽温度逐渐向高温区偏移.氧气浓度的增加扩大了挥发分 与氧气接触的表面积,加速了生物质挥发分的析出,缩短了燃烧过程的时间,使得在相同的升温速率下生物质燃烧反 应更加剧烈,促使燃尽温度向低温区偏移,导致生物质在混燃过程中的燃尽温度降低. 由各样品的可燃特性指数对比 结果(如图7所示)可知,M6可燃特性指数除在14%O2 、10℃/min条件下高于其他样品外,在其他条件下均比M1~M5的可燃性特性指数低很多.总体而言,M1一M5的前 期燃烧特性要优于M6.其原因在于桉树干的最大失重速率比混合燃料低,具有较高的着火点.同时,随着升温速率 和氧气浓度的提高,生物质的可燃性指数也会增加.因此,调整升温速率和氧气浓度,可改善生物质在前期燃烧过程 中的燃烧性能. 页面

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10 当氧气化学当量比为14%时,整体来讲可燃特性指数由高到低依次为M

2、M

1、M

4、M

3、M5.可见此条件下掺配 较高比例的甘蔗渣具有更好的燃烧效果;

当氧气化学当量比为42%时,整体来讲可燃特性指数由高到低依次为M

2、 M

4、M

3、M

1、M5,此时掺配中低比例的甘蔗渣具有较好的前期燃烧特性. 图8为各样品不同氧气条件下的综合燃烧特性指数对比结果,与可燃特性指数具有类似变化趋势.由图8可知,随着 升温速率和氧气浓度的增大,综合燃烧特性指数也逐步提高.升温速率提高,样品的着火点、燃尽点和失重速率都随 之升高,但失重速率提高的幅度要显著高于着火点和燃尽点,同时达到着火点的时间和燃尽时间大大缩短.因此依据 综合燃烧特性指数计算公式,综合燃烧特性指数随着升温速率的提高而逐渐增加,但增加的幅度随着升温速率的提高 而有所减缓,即升温速率对综合燃烧特性指数的影响逐渐变小.氧气浓度的增大使得挥发分和焦炭与周围氧气更易接 触,从而强化了挥发分和焦炭的着火燃烧过程,由此在增大反应速率的同时降低了着火点和燃尽点,最终进一步增大 了综合燃烧特性指数. 页面

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10 与M1一M5相比,M6在10℃/min升温速率时,无论在何种氧气条件下都具有较高综合燃烧特性指数,但随着升温速 率的升高,M1一M5的综合燃烧特性指数高于M6.可见在木质生物质中掺配适当的甘蔗渣可改善综合燃烧特性.同时,42%O2条件下掺烧高比例甘蔗渣的木质生物质(M1)和14%O2 条件下掺烧低比例甘蔗渣的木质生物质(M3和M4)或由........