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不同含水率马尾松针叶热解特性及动力学研究

2021-07-29张泽宇赖玉凤孙建辉周涧青

绿色科技 2021年13期

张泽宇,陈 聪,赖玉凤,孙建辉,周涧青

(南京森林警察学院,江苏 南京 210046)

1 引言

森林火灾的形成与发生受森林可燃物、气象条件和火源3个因素影响,其中森林可燃物是森林燃烧的必备物质条件,具体种类包括叶、枝、干、根以及腐殖质、泥炭等,针对森林可燃物热解特性机动力学的研究,对于森林火灾的预防有着重要意义。马尾松树种分布广:北至山东南部地区,南至台湾,东至沿海,西至巴蜀中部,而且经济价值高:既可用于工农业生产,又助力于国家荒山造林工程。研究不同含水率马尾松针叶受热分解的各个阶段变化特征及规律,可为马尾松林后续着火是否发生以及火灾的蔓延预测和扑救工作提供一定的理论基础。

非等温热重分析法广泛应用于热解过程研究,笔者借此并基于一级反应方程和Coats-Redfrn模型,计算得出不同含水率马尾松动力学参数活化能以及频度因子,为制定马尾松林火灾预防策略提供一定参考价值。

2 材料与方法

2.1 样品采集与处理

样品在江苏省南京市栖霞区丁山(北纬32°11″,东经118°91″)采集。样品为不同时间段内所采集的不同含水率的马尾松针叶。环境温差变化是导致马尾松针叶发生热降解反应的重要因素,因此当采集完成后,进行第一次称重记为W1,随后将样本密封,在烘箱中设置75 ℃敞口放置48 h做完全脱水处理,完全干燥后进行第二次称重为W2,随后将完全干燥后的样本放入粉碎机进行粉碎处理,使用70目筛子筛选出粒径<200 μm的试样作为备用。

2.2 实验仪器与方法

本实验所用仪器有TGA/DSC1同步热重分析仪、坩埚。……

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