【摘 要】
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在这个经济快速发展的背后,离不开化石能源的贡献,随之带来的是全球能源危机、气候极端变化等严重问题。为了寻求解决的途径,各国均大力倡导开发可再生能源,包括风能、太阳能、潮汐能、生物质能等。生物质能被认为对缓解化石能源枯竭、改善气候变化等其它问题具有重要的潜力,其中木质纤维素生物质较其他生物质而言,它的替代表现更加优异。以刺槐树枝（RP）为原料,在N2氛围中制备了刺槐炭（RPC）,通过热解温度与响应面
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在这个经济快速发展的背后,离不开化石能源的贡献,随之带来的是全球能源危机、气候极端变化等严重问题。为了寻求解决的途径,各国均大力倡导开发可再生能源,包括风能、太阳能、潮汐能、生物质能等。生物质能被认为对缓解化石能源枯竭、改善气候变化等其它问题具有重要的潜力,其中木质纤维素生物质较其他生物质而言,它的替代表现更加优异。以刺槐树枝（RP）为原料,在N2氛围中制备了刺槐炭（RPC）,通过热解温度与响应面优化法相结合确定了最佳的热解条件。随后通过Malek法确定了RP的热解机理、RPC的燃烧机理及无烟煤（AN）的燃烧机理。最后,对最佳RPC和AN的理化特性（工业分析、元素分析、SEM、Raman、XRD）进行比较,并预测二者燃烧性能。在热重分析仪上纯氧条件下完成RPC和AN的混燃特性（改变混合比、粒径和升温速率）的讨论,确定出适宜的混合比例、燃烧条件等。结果表明:（1）制备RPC的适宜条件为;热解温度为500℃,升温速率为4℃/min,恒温时间为60min。此时的RPC具有优异的结构特性,表现为较大的碳微晶尺寸、较高的缺陷程度和无序性,使得它具备很多的活性位点。其燃烧性能,较高热解温度下获取的RPC具有更好的表现,且燃烧活化能约为87k J/mol（β=3℃/min）,动力学表现出色。（2）通过Malek法确定了RP的热解、RPC和AN的燃烧机理分别为D3、F1、F1,依次表达为f（α）=3/2（1-α）[1-（1-α）1/3]-1、f（α）=1-α、f（α）=1-α。从恒定升温速率及等转化率两个方面采用CR/MKN和FWO/KAS/Starink法对其机理结果验证了所选机理合理。RP的热解活化能、RPC和AN的燃烧活化能依次约为135k J/mol、94k J/mol和152k J/mol（β=3℃/min）,并通过ECM法给出了三种物质在一定升温速率范围内的E和lnk0的关系式,依次表达为ln（k0）=0.2139*E-3.9567,ln（k0）=0.1829*E-3.7232和ln（k0）=0.1643*E-3.2740。（3）添加RPC后,无论是改变混合比和升温速率,还是改变燃料粒径,RPC和AN的混燃过程中均观察有强烈的协同作用（协同指数IF均大于1）,促进二者的混燃。同时,AN的加入解决了RPC在高升温速率下燃烧速率过快的问题,同时RPC也增强了AN的燃烧性能及动力学行为。RPC和AN的混合条件可以确定为;混合比介于20%～60%,燃烧升温速率小于15℃/min,燃料粒径介于0.12mm～0.18mm之间。
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