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由于在燃烧过程释放的CO2形成“碳平衡”和很低的SO2、NOX等污染物的排放,生物质被认为是一种很有应用前景的环境友好型的清洁可再生能源。生物质的燃烧是生物质能利用的一个重要方式,因而已有大量关于生物质的着火与燃烧行为的研究。但是,在高加热速率下,生物质三组分对于生物质的着火行为的影响,到目前为止尚未见报导。
本文采用高速摄像仪结合辐射图像处理测温技术,首次在滴管炉(壁温为1273K)中对粒径为74-150μm的纤维素、半纤维素和木质素在空气气氛下的着火行为进行了研究,也测量记录了粒径为500-700μm的稻秆、黄豆秆、玉米秆、花生壳、板栗壳、竹子和木屑等七种生物质颗粒的着火行为,对比生物质三组分和生物质着火过程的图片和温度演化,探究了纤维素、半纤维素和木质素对生物质着火的影响。
纤维素、半纤维素和木质素在滴管炉中的着火实验结果表明:在壁温为1273K的滴管炉中,纤维素和半纤维素发生均相-非均相着火机理,木质素则发生均相着火机理。纤维素和半纤维素的燃烧时间很短,木质素燃烧持续时间较长。木质素均相着火后,有一段温度缓慢增加的均相燃烧过程,在焦发生着火后,温度急剧增加;纤维素和半纤维素在均相-非均相着火后,温度急剧增加。
七种生物质在滴管炉中的着火实验表明:生物质颗粒的着火机理在很大程度上取决于生物质颗粒中木质素的含量。木质素含量极低的稻秆的着火机理属于均相-非均相着火机理,另外六种木质素含量中等以上的生物质为均相着火机理。对于均相着火机理的六种生物质,生物质着火后6-7ms温度上升期的温升速率与木质素含量密切相关。生物质中木质素含量越高,着火初期温升速率越快。生物质焦的着火和燃烧导致生物质颗粒燃烧温度的快速升高,木质素含量越高,生物质焦越早被点燃。木质素含量适中(10%-30%)的生物质从均相着火到最高温度水平的时间比木质素含量高(>30%)的生物质从均相着火到最高温度的时间长得多。
本文采用高速摄像仪结合辐射图像处理测温技术,首次在滴管炉(壁温为1273K)中对粒径为74-150μm的纤维素、半纤维素和木质素在空气气氛下的着火行为进行了研究,也测量记录了粒径为500-700μm的稻秆、黄豆秆、玉米秆、花生壳、板栗壳、竹子和木屑等七种生物质颗粒的着火行为,对比生物质三组分和生物质着火过程的图片和温度演化,探究了纤维素、半纤维素和木质素对生物质着火的影响。
纤维素、半纤维素和木质素在滴管炉中的着火实验结果表明:在壁温为1273K的滴管炉中,纤维素和半纤维素发生均相-非均相着火机理,木质素则发生均相着火机理。纤维素和半纤维素的燃烧时间很短,木质素燃烧持续时间较长。木质素均相着火后,有一段温度缓慢增加的均相燃烧过程,在焦发生着火后,温度急剧增加;纤维素和半纤维素在均相-非均相着火后,温度急剧增加。
七种生物质在滴管炉中的着火实验表明:生物质颗粒的着火机理在很大程度上取决于生物质颗粒中木质素的含量。木质素含量极低的稻秆的着火机理属于均相-非均相着火机理,另外六种木质素含量中等以上的生物质为均相着火机理。对于均相着火机理的六种生物质,生物质着火后6-7ms温度上升期的温升速率与木质素含量密切相关。生物质中木质素含量越高,着火初期温升速率越快。生物质焦的着火和燃烧导致生物质颗粒燃烧温度的快速升高,木质素含量越高,生物质焦越早被点燃。木质素含量适中(10%-30%)的生物质从均相着火到最高温度水平的时间比木质素含量高(>30%)的生物质从均相着火到最高温度的时间长得多。