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玉米秸秆成型颗粒高温热解和燃烧特性研究∗

2021-11-30陈丽娟阿依谢姆古丽赛来王建江刘江山

新疆大学学报(自然科学版)(中英文) 2021年6期

魏 博,陈丽娟†,阿依谢姆古丽·赛来,李 显,2,王建江,刘江山

(1.新疆大学 化学化工学院,新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830046;2.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074)

0 引言

随着节能降碳压力逐年增加,我国调整能源结构、增加可再生能源占比已成为亟待解决的重要问题之一[1].在生物质生长过程中利用光合作用吸收CO2,燃烧时释放CO2,因此,燃烧生物质代替燃煤可降低CO2的排放.而且生物质能源分布广泛、调节性强,是最有潜力的可再生能源之一[2].在各种生物质的利用方式中,生物质燃烧放热设备简单、技术成熟,是目前重要的利用方式之一[3].然而,生物质能源能量密度低、运输成本较高[4],且不同种类生物质中各组分差别很大,对生物质利用设备的设计和运行提出极高的要求[5].为了解决这些问题,将生物质压缩为成型颗粒,可有效提高能量密度,也可通过调整压缩参数或加入添加剂,调整成型颗粒的各项参数,保证其燃烧特性参数的统一.

新疆近10年玉米种植面积持续增长,2017年达到91.89万公顷[6].玉米秸秆的草谷比高,达到1.2∼1.3左右[7].若将玉米秸秆作为生物质能源,将大量代替燃煤,降低CO2排放.

准确、深入地理解燃料的燃烧特性,是设计燃烧设备、优化运行参数的重要环节[8].分析燃料的燃烧特性,通常对粉状燃料采用热重分析的方法来观察升温过程中燃料氧化过程的失重特性[9],但这种方法无法表达成型颗粒燃烧过程中的传热传质特性.Porteiro等对木质颗粒的燃烧特性进行了研究,发现成型颗粒的燃烧可分为两个阶段:第一阶段主要是挥发分析出与着火;……

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