【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(duì)燃燒特性的影響對(duì)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(shí)際意義。 為探討生物質(zhì)和半焦的摻混對(duì)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(duì)象,制備了五個(gè)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(duì)熱解和燃燒特征參數(shù)的影響,本文利用熱天平分別測(cè)定了各試樣在氮?dú)夂涂諝鈿夥障碌氖е財(cái)?shù)據(jù)；根據(jù)失重?cái)?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?dú)庀履举|(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(duì)以上特性都有顯著影響：氮?dú)鈿夥障?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(gè)數(shù)量級(jí)；三個(gè)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。空氣氣氛下,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(dòng)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?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用均相和縮核模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,采用混合燃料失重速率模型求取了三個(gè)混合燃料的失重速率,并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：兩種氣氛下,對(duì)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(gè)試樣的相反；氮?dú)鈿夥障?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(gè)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(gè)不同的階段；混合燃料失重速率模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)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?cái)?shù)據(jù)利用該混合燃料模型可近似計(jì)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(jī)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(shí),試樣反應(yīng)性較大。 研究表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下,生物質(zhì)與生物質(zhì)半焦的摻混對(duì)熱解和燃燒特征參數(shù)有重要影響。氮?dú)鈿夥障?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(cè)任意摻混比的失重速率。摻混比的改變會(huì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK6;TK16
【圖文】：

源與環(huán)境是人類社會(huì)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類從進(jìn)入文明社會(huì)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(shí)至今日它們都是人類能源消費(fèi)的主要構(gòu)成。由界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)⑴，2002年至2012年全球能源消費(fèi)組圖。

2.2氮?dú)鈿夥障碌臒嶂胤治?.2.1氮?dú)鈿夥障律镔|(zhì)摻混半焦的失重特性按上述實(shí)驗(yàn)條件和方法，得出五個(gè)樣品在氮?dú)鈿夥障碌闹亓侩S時(shí)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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本文編號(hào)：2732269