沈小瑞

(1.陕西煤业新型能源科技股份有限公司,陕西 西安 710000;2.陕西新能星炭能源有限公司,陕西 西安 710000)

0 引言

传统烘焙炭以煤、生物质、各种木质炭为主,煤与生物质燃烧会产生大量的烟尘,这些烟尘包含有机碳致癌物与大量PM2.5,用于食品炭培不仅会造成环境污染,而且严重危害人体健康[1-2]。木炭内部纤维孔结构丰富且挥发分含量高,在食品烘焙过程中表现为燃烧速度快,燃烧时间不足。兰炭是由煤经热解干馏除去焦油和大量挥发性化合物(如气态烃类、二氧化硫、硫化氢)后所得到的一种高固定碳可燃固体物质。兰炭具有固定碳含量高,发热量高,灰分、磷与硫含量低,燃烧后颗粒污染物含量排放低等优点,并且产量长期富余[1-3]。兰炭与木炭均具备一定的比表面积和微孔结构,可用作气体物理吸附,而且兰炭表面的羰基、羟基等含氧官能团有助于气体的化学吸附[4-5]。因此,推测兰炭与木炭配比制备的烘焙型炭可以替代传统烘焙材料,并且改善单一燃料的燃烧特性,提高烘焙用燃料品质,降低能源使用成本。

目前,国内外专家采用热重分析法对煤、生物质、兰炭的燃料特性与燃烧动力学开展了大量研究,分别从燃料的着火温度Ti、可燃性指数C、着火稳燃指数Rw、综合燃烧特性指数S等表征燃料的燃烧特征。同时采用Coats-Redfern法等动力学模型求解了燃料的反应动力学参数,得出燃料的指前因子与活化能。王秋红等[6]对烟煤的自燃倾向性进行了探究,发现同种烟煤随着升温速率的提高,5种特征温度和2种燃烧特性指数均增大,3种烟煤的燃烧均为一级化学反应,不粘煤、气煤和焦煤燃烧活化能依次升高。……