【摘要】：摘要：將生物質(zhì)和其熱解產(chǎn)物半焦進(jìn)行摻混將帶來燃燒特性的改變,研究這種摻混對燃燒特性的影響對提升生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化利用技術(shù)具有重要的科學(xué)意義和實際意義。 為探討生物質(zhì)和半焦的摻混對燃燒特性的影響,本文選取木質(zhì)生物質(zhì)及木質(zhì)半焦產(chǎn)品木炭為研究對象,制備了五個試樣：木質(zhì),木炭,木質(zhì)：木炭=1：4,木質(zhì)：木炭=1：1,木質(zhì)：木炭=4：1。 為探討摻混對熱解和燃燒特征參數(shù)的影響,本文利用熱天平分別測定了各試樣在氮氣和空氣氣氛下的失重數(shù)據(jù)；根據(jù)失重數(shù)據(jù)求得了揮發(fā)分初析溫度、最大反應(yīng)溫度、終止反應(yīng)溫度、最大失重速率；考察了氮氣下木質(zhì)和木炭的揮發(fā)分釋放特性指數(shù)；并討論了混合組分間的協(xié)同作用等。結(jié)果表明：摻混對以上特性都有顯著影響：氮氣氣氛下,木炭的最大反應(yīng)溫度、終止析出溫度均遠(yuǎn)大于木質(zhì)；木質(zhì)的揮發(fā)分釋放特性指數(shù)比木炭的大一個數(shù)量級；三個混合樣品的最大反應(yīng)溫度基本等于木質(zhì)的,而終止反應(yīng)溫度基本等于木炭的；隨著木炭含量的增加,揮發(fā)分初析溫度遞增,最大失重速率遞減；混合物組分間存在相互抑制的協(xié)同作用�？諝鈿夥障�,隨著木炭含量的增加,揮發(fā)分初析溫度、終止反應(yīng)溫度均遞增,最大失重速率遞減；混合物組分間存在相互促進(jìn)的協(xié)同作用。 為揭示摻混比例與反應(yīng)動力學(xué)之間的關(guān)系和獲取任意摻混比試樣的失重速率,本文在失重數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用均相和縮核模型進(jìn)行了動力學(xué)分析,采用混合燃料失重速率模型求取了三個混合燃料的失重速率,并與實驗值進(jìn)行對比。結(jié)果表明：兩種氣氛下,對木炭和木炭含量最高的摻混樣,均相模型擬合相關(guān)系數(shù)高于縮核模型,但其它三個試樣的相反；氮氣氣氛下,隨著木炭含量增加,兩種模型的擬合區(qū)間由低溫向高溫過渡,表明主要反應(yīng)區(qū)間由低溫段轉(zhuǎn)移至高溫段；空氣氣氛下,木炭和木炭含量最高的摻混樣擬合區(qū)間為高溫段,表明主要反應(yīng)區(qū)間集中在高溫段,其它三個樣均需分高溫段和低溫段擬合,表明主要反應(yīng)區(qū)間分為兩個不同的階段；混合燃料失重速率模型計算結(jié)果和實驗測得失重速率結(jié)果符合較好,表明根據(jù)生物質(zhì)和其半焦的失重數(shù)據(jù)利用該混合燃料模型可近似計算出任意混合比下的失重速率。 為了探究不同摻混比試樣的官能團(tuán)(有機化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的主要部位)種類和燃料特性之間的關(guān)聯(lián)性,本文利用傅里葉變換紅外光譜儀獲取了各試樣的紅外變換光譜圖,由圖分析得到相應(yīng)的官能團(tuán)歸屬。結(jié)果表明,隨著木質(zhì)含量的增加,試樣的含氧官能團(tuán)種類增多。以木質(zhì)、木炭各反應(yīng)性特征參數(shù)及含氧官能團(tuán)峰位數(shù)作圖得,含氧官能團(tuán)種類較多時,試樣反應(yīng)性較大。 研究表明：在本實驗條件下,生物質(zhì)與生物質(zhì)半焦的摻混對熱解和燃燒特征參數(shù)有重要影響。氮氣氣氛下,混合物組分間存在相互抑制作用；空氣氣氛下,混合物組分間存在相互促進(jìn)的作用。混合燃料失重速率模型能較好的預(yù)測任意摻混比的失重速率。摻混比的改變會導(dǎo)致官能團(tuán)的改變,進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)性的改變。
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK6;TK16
【圖文】：

源與環(huán)境是人類社會生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類從進(jìn)入文明社會開始就逐漸物質(zhì)、石化燃料等一次能源，尤其是進(jìn)入工業(yè)革命以后，便開始大量使用油、天然氣等石化燃料，時至今日它們都是人類能源消費的主要構(gòu)成。由界能源統(tǒng)計年鑒2013》數(shù)據(jù)統(tǒng)計⑴，2002年至2012年全球能源消費組圖。

2.2氮氣氣氛下的熱重分析2.2.1氮氣氣氛下生物質(zhì)摻混半焦的失重特性按上述實驗條件和方法，得出五個樣品在氮氣氣氛下的重量隨時間的變化曲線（TG)及失重速率曲線（DTG)如下圖所示。

【參考文獻(xiàn)】

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1 羅思義;肖波;郭獻(xiàn)軍;;生物質(zhì)微米燃料富氧燃燒特性分析[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年05期

2 王文軍;張祥明;凌國宏;;生物質(zhì)焦對冷浸田水稻生長·產(chǎn)量的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年14期

3 盧春蘭,徐紹平*,鄧曉龍,劉淑琴,劉長厚;生物質(zhì)熱解半焦炭的反應(yīng)性研究[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2005年03期

4 何啟林,任克斌,王德明;用紅外光譜技術(shù)研究煤的低溫氧化規(guī)律[J];煤炭工程;2003年11期

5 羅凱;陳漢平;王賢華;楊海平;張世紅;;生物質(zhì)焦及其特性[J];可再生能源;2007年01期

6 王翠蘋;李定凱;王鳳印;楊啟容;;生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒特性的試驗研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2006年10期

7 王文選,王鳳君,李鵬,趙長遂,岳光溪;石油焦與煤混合燃料熱重分析研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2004年05期

8 武宏香;李海濱;趙增立;;煤與生物質(zhì)熱重分析及動力學(xué)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2009年05期

9 楊海平;陳漢平;晏蓉;王賢華;張世紅;鄭楚光;;溫度對生物質(zhì)固定床熱解影響的研究[J];太陽能學(xué)報;2007年10期

10 胡松;付鵬;向軍;張安超;孫路石;張軍營;;典型農(nóng)業(yè)生物質(zhì)催化氣化反應(yīng)動力學(xué)特性研究[J];太陽能學(xué)報;2008年06期

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1 李美芬;低煤級煤熱解模擬過程中主要氣態(tài)產(chǎn)物的生成動力學(xué)及其機理的實驗研究[D];太原理工大學(xué);2009年

本文編號：2732269