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中药是中华文明的瑰宝,为国民的健康保驾护航。随着我国在中药产业技术上的迅猛发展,与此同时,药物提取后剩余药渣的排放量也在迅速增加。目前,中药药渣主要采用堆放或填埋的方式进行处置,这将造成大量的土壤、水、空气污染。中药药渣一般是各种植物的提取剩余物,其中含有大量的纤维素、木质素等物质,具有成为生物质能源的潜力。将中药药渣进行能源化利用不仅能解决药渣处置的难题,还能减少化石能源的使用,对能源供给以及环境保护均具有非常重要的意义。将中药药渣和煤混合燃烧是实现药渣能源化利用的有效手段,本文选取了杜仲药渣和甘草药渣这两种产量巨大的典型中药药渣,开展了其与煤混烧的燃烧特性和灰熔融特性研究。首先,采用热重分析仪对杜仲药渣、甘草药渣分别与石下江煤按照不同的掺混比例(0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%)在 10℃/min、20℃/min和30℃/min的升温速率下进行了混合燃烧实验,研究了不同添加比与不同升温速率对两种药渣与煤混合燃料掺烧特性的影响。结果表明:杜仲药渣和甘草药渣单独燃烧过程反应迅速,易着火燃烧;而煤的着火温度与燃尽温度均较高。随着药渣掺混比的增大,整个燃烧过程的反应速率总体加快,药渣添加比为40%以上时对药渣混煤试样的可燃性指数、稳燃性指数和综合燃烧特性指数均有不同程度的明显提高。提高升温速率对DTG曲线峰值以及药渣与煤混合样的可燃性指数、稳燃性指数和综合燃烧特性指数均有提升作用。甘草药渣与煤混合物的综合燃烧特性比杜仲药渣与煤混合物的更好。其次,采用Coats-Redfern法计算了在三种升温速率下不同配比的杜仲药渣、甘草药渣分别与煤掺烧的动力学参数;采用 Friedman、Flynn-Wall-Ozawa 和Kissinger-Akahira-Sunose方法对80%添加比的杜仲药渣、甘草药渣分别与煤混烧的动力学参数进行了计算。并分析了杜仲药渣和甘草药渣与煤进行掺烧后的协同作用。研究结果表明:增加升温速率能降低杜仲药渣、甘草药渣和煤单独燃烧时的活化能。80%添加比的杜仲药渣与煤掺烧的混合样在三种升温速率下的固定碳燃烧阶段的活化能均为最低;甘草药渣混煤在10℃/min和20℃/min的升温速率下时,随着甘草药渣添加比的增加,混合样在低温氧化段燃烧所需的活化能增大,而高温燃尽段的活化能减小。同时Friedman、Flynn-Wall-Ozawa 和 Kissinger-Akahira-Sunose 三种动力学方法计算得出了表观活化能E与转化率α之间的关系,α为0.05-0.5,0.5-0.95分别对应杜仲药渣与煤混合样中挥发分燃烧和固定炭燃烧阶段;而α为0.05-0.55,0.55-0.95分别对应甘草药渣与煤混合样中挥发分燃烧和固定炭燃烧阶段。药渣与煤的掺烧并非两种燃料之间的简单叠加,它们之间存在相互作用,药渣与煤混合燃烧过程中的协同作用大致分为三个阶段。最后,采用灰熔点测试仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜对两种药渣混煤灰样的灰熔融特性变化进行了分析。结果表明:两种药渣混煤灰样的灰熔融特征温度随着药渣添加比的增加呈现逐渐降低的趋势。煤灰熔点降低的主要原因是药渣中含有CaO、MgO和K2O等助熔成分。杜仲药渣与煤的混合灰样中高熔点矿物莫来石转化为熔点较低的钠长石、钙长石,且混合灰样中的钠长石、霞石和透辉石等矿物之间较易发生低温共熔,使得灰熔融温度降低;而甘草药渣与煤的混合灰样中低熔点矿物云母石、硅酸铝钙和亚硫酸钾等的生成是导致其灰熔点降低的主要原因。