生物質能是（shì）僅次（cì）於煤（méi）、石油、天然氣的第四大能源，在世（shì）界能源消耗中占有一定的比例。隨（suí）著人們對能源與環境的（de）高度重視，高效、清潔的（de）燃燒方式越來越受到人們的關注（zhù）。有專家認為生物質能源將成為未來可持續能源的重要組成部分，到2015年，全球總能耗將有40%來自生物質（zhì）能源。由於生物質燃燒在C02總量上實現了零排放，消（xiāo）除了產生溫室效應的根源。隨（suí）著（zhe）化石燃料的日益（yì）短缺和高新技術的發展，特別是生態環境的需要，世界各國相繼進行了生物（wù）質能（néng）的開發和利用。但是由於生物質（zhì）的發熱量較低，單獨使用（yòng）時（shí）利用效率也（yě）較低，因此在一（yī）些歐（ōu）美等發達國家近年來研（yán）究了將部（bù）分生物質（zhì）與煤混合（hé）後加以（yǐ）燃燒利用的方法，這樣既可以節約煤炭等化（huà）石燃料（liào），使其更多地應用到化工工業中，同時也能降低C02等溫室氣體（tǐ）、解（jiě）決農業廢棄物的處理問題。吉林省是農業大省，玉米種植又是其中的重要組成部分（fèn），產生的玉米秸杆有的直接廢棄於田（tián）地，有的被低效燃燒掉（diào）了，既造成能源的巨大浪費（fèi），也會產生環境汙染。因此進行玉（yù）米秸杆與煤混合（hé）燃燒的特性研究，將有助於解決這一能源和環（huán）境問題。 熱重分析已經被廣泛地應用（yòng）到燃料的熱解及燃（rán）燒的研究工作中，是研究燃料熱解特性（xìng）及燃燒特性的重要分析手段。通過熱重實驗，可以得到失重率及失重速率與溫度的關係，進而分（fèn）析燃料熱解與燃燒（shāo）的基本特性及反應動力學的參數，為進一步的實際（jì）應用提供理論基礎（chǔ）。本文以吉林（lín）市郊區的玉米秸杆與七台河煤為研究對象，分別作了單質煤和（hé）生物質以及兩者不同混合（hé）比例的熱重實驗研究，分析了燃燒特性和燃盡特性，農作物秸稈可以經過秸稈顆粒機或者秸稈壓塊機壓（yā）製成生物質成型燃料，生物質成型燃料與煤相比具有汙染少、可再生等很多優點。 1、實驗方法及設（shè）備 1.1實驗樣品將玉米秸稈以及煤樣經過幹（gàn）燥後製成標準試樣（yàng），分別將玉米秸稈與煤的試樣按照2:3、3:2的（de）比例（以質量計）混合成二個混（hún）合燃料樣，進行熱重實驗，同時對單一的煤樣和玉（yù）米秸稈也進行了熱（rè）重分（fèn）析。 1.2實驗方法及儀器（qì）設備（bèi） 將實驗樣品置於熱天平支架的坩堝內（nèi）通以空氣，按（àn）規定的升溫速率（lǜ）進行升溫，隨著溫度的（de）升高樣品發生重量變化，直至可燃（rán）物燃盡為止。 采用美國珀金埃爾默( Perkin Elmer)公司生產的Pyris - 1TGA熱（rè）重分析儀進行（háng）燃燒（shāo）特性實驗，由計算機控製和采集數據，可以得到TC(熱重)和DTG(微分熱重)兩條曲線（xiàn）。 試驗條件為：升溫速率：20/min;空氣流量：60 mL/min;樣品用量2.0 mg左右；溫度範圍：室溫至800。 2、實驗結果及分析 2.1熱重實驗的TG曲線和DTG曲線 在燃燒特性的熱重實（shí）驗中，可以（yǐ）得到在升溫速率為20。C/min的（de）情況（kuàng）下各（gè）種試樣的TG曲線（xiàn），對TG曲線的失重數據（jù）進行計（jì）算機微分處理，繪出微分熱重曲線DTG，即試樣的失重速率(AG/AT)隨（suí）溫度變化的曲（qǔ）線，各試樣的TG與DTG曲線如圖l、2所示。 在圖1、2中的TG與DTG曲（qǔ）線中，玉米秸稈與煤混合的燃燒過（guò）程大（dà）致可以分為四個階段，即脫水 幹燥、揮發分的析出和燃燒、揮發分燃燒和焦炭表麵燃燒並存的過渡階（jiē）段、焦炭的表麵燃燒。 從TG曲線可以看出，單質的（de）秸杆（gǎn）要比煤（méi）開始失重的（de）點提前，而隨著生物質（zhì）比例的增加，也呈（chéng）現出失重點提前的趨勢，這說明加（jiā）入生物質（zhì）後使燃料更容易燃燒（shāo）了。從（cóng）DTG曲線可以（yǐ）看出，在（zài）玉（yù）米秸稈、玉米秸稈與煤混燒的情況下（xià），其過程曲（qǔ）線一般出現三個（gè）尖峰或三個以上尖峰，在220出現一個小的尖峰，這是（shì）玉米秸稈揮發分開始析出。在320左右出現第二個峰，這個階段是玉米秸（jiē）稈揮發分（fèn）的燃燒。第三個峰（fēng）出現在500~ 650之（zhī）間，這是焦炭表麵燃燒。由此可見，混合燃燒明顯分為兩個階段，即揮發分的燃燒階段和焦炭的燃燒階段；其尖峰形狀隨試樣混合比例不同而相異。對於玉米秸稈來說，揮發分燃燒階段的DTC曲線的峰值遠大於焦（jiāo）炭燃燒階段的DTG曲線的峰值，燃燒主要集中在較低的溫度下，這是由於生物質中含有大量的揮發分，因而在燃燒初期，揮發分的大量析出，從而導致了揮發分燃燒階段的形成。在煤（méi）和玉米秸稈混燒的情況下，隨著煤摻混比（bǐ）例的（de）增大(3：2)，燃（rán）燒逐漸集中於焦炭燃燒階段；對於單一的煤燃燒來說，在（zài）DTG曲線（xiàn）上隻有（yǒu）一個（gè）大的尖峰區域。 2.2混合燃料（liào）的燃燒（shāo）特性分析 2.2.1著火特（tè）性分析 在（zài）燃料燃燒的過程（chéng）中，揮發分的析出直接影響燃料的著火燃燒。影響（xiǎng）揮發分析出的主要特（tè）性參數有：揮發分析出（chū）溫度TO、揮發分最大釋放速率(dC/d T)max、對（duì）應於(dG/d T)max的溫（wēn）度r。。。等。其中（zhōng）T0越小，則表明燃料的著火性能越（yuè）佳；(dG/d T)m越大，表明揮發分釋放程度越劇烈；rmax越小，則表明揮發分釋放越快，此時燃燒就容易在較（jiào）低的（de）溫度下進行。著火溫度是燃料著火性（xìng）能的（de）主要指標，熱重分（fèn）析中著火溫度的確定基本有三種： (1)根據國際（jì）熱分析協會（huì）的測試結果，有人認為（wéi），燃料在熱天平中的著火溫度可由微商熱分析DTA曲線中（zhōng）吸（xī）熱轉變為放熱的轉折點來定義。 (2)著火溫度由熱（rè）重TG曲線與其基線的交點和DTA曲線由吸（xī）熱到放熱的（de）轉變點（二者（zhě）對應（yīng）同一溫度）來同時確定。 (3)TG曲線下降段（duàn）切（qiē）線與基線（xiàn）交點所對應的溫度定義（yì）為著火溫度Ti。 本文采用第（dì）三種方法，把TC曲線上發生明顯失重的曲（qǔ）線段（duàn）的切線與燃料脫水幹燥後的平滑基線的交點所對應的溫度定義為著火溫度。該點的（de）溫（wēn）度可由計算機直接在TG曲線上（shàng）作出。表l給出了上述幾個特性參數的實驗數據和計算結果，其中t1為對應於Ti的時間，t2為對應（yīng）於的時間。從（cóng）表1的實（shí）驗數據可以看（kàn）出，玉米秸稈的著（zhe）火溫度（dù）遠低於煤樣（yàng）的著火溫度。單質的玉（yù）米秸稈燃燒時（shí），T1為235左右，持（chí）續（xù）加熱時間約為10 min；單質的煤燃燒時，Ti為475左右，持續加熱時間約為22.8 min；在混（hún）燒煤和玉米秸稈（質量（liàng）比2:3）時，Ti較接近於（yú）生物質燃燒時的溫度，隨著煤的摻（chān）混比例增大，質量比為3:2時，值有所（suǒ）增加，大約比單一玉米秸稈燃燒時高出90，但是比單（dān）一的煤燃燒時要低（dī）150。從(dG/d T)ma。的數據來看，玉米秸稈在較低溫度(< 320)時，可劇（jù）烈地釋放揮發分；在混燒時，(dG/d T)m所對應的溫度也（yě）處在320左右。同時，從DTG曲線可以看出，在燃燒前期玉米秸稈的曲線峰（fēng）狹長，峰（fēng）值（zhí）很（hěn）高，表明其（qí）揮發分釋放劇烈集中，因（yīn）而著火最容易，而單質的（de）煤燃燒時並無明顯的揮發分析（xī）出峰，但在混燒時（shí）所形成的曲線峰類似（sì）於單質的玉米秸稈燃燒（shāo）時的情況，隻是峰值（zhí）較低。這說明在煤中摻入玉米秸稈後，由於玉米秸稈中的揮發分在較低的溫度下即可析出（chū），因此改善了煤的著火性（xìng）能。 2.2.2燃盡特性分析 將DTG曲線（xiàn）上燃燒後期初（chū）次為零附近的點作為燃盡點，取這點為G點。在（zài）G點以後，DTG曲線趨於平直，曲線波動於零值附近，因此本文將G點作為燃盡點（diǎn），並用其來表征燃盡特性（xìng），G點所對（duì）應（yīng）的燃燼溫度、燃燼時間分別用來表示。表2給出了的實（shí）驗數據（jù）。 對於燃盡點G來說，在煤中加入（rù）玉米秸稈（gǎn）後所需要的著火（huǒ）時間較之單質的煤來說有（yǒu）所減少，溫度也有所（suǒ）降（jiàng）低。這是由於加入玉米秸稈後，使得（dé）著火燃燒得以在較短的時間、較低的（de）溫度（dù）下發生，從而延長了整個燃燒的溫度區間（jiān），可（kě）以獲得更好的燃盡特性。 從TG曲線和（hé）DTG曲線可以（yǐ）看出，對於（yú）單純的玉米秸（jiē）稈來說，在600以後，TG曲線趨於平直，DTG曲線（xiàn）波動於零值附近，說明可燃物已完全燃盡。為便於（yú）進行比較（jiào），本文分別做了在450、500、540下不同比例的試樣與燃燼率的關係曲線，如圖3所（suǒ）示（shì）。 從圖3給出的（de）同一（yī）溫度下的各種試樣的燃盡率來看，在煤中加（jiā）入玉（yù）米秸稈後，在較低的溫度下即可獲（huò）得較好的燃盡性，混合燃料的燃盡率（lǜ）高於兩種（zhǒng）單一燃料的加權平均值。這是因為在煤中加入玉米秸稈後，燃燒的最大速率（lǜ）有（yǒu）前移的趨勢，隨著玉米秸稈所占（zhàn）比（bǐ）例的增加燃燼率也逐漸提高，而且燃盡（jìn）所需（xū）的時間較煤來說縮短，燃燼溫度降低。 3、結 論（lùn） (1)玉米（mǐ）秸稈與煤混合的燃燒過程大（dà）致可以分為四個階段，即脫水幹燥、揮發分的析出和燃燒（shāo）、揮發分燃燒和焦炭表麵燃燒並存的過渡階段、焦炭的燃燒。 (2)玉米秸稈和煤相比具有（yǒu）較（jiào）低的著火溫（wēn）度和較好的燃燒特（tè）性，在煤中摻人生（shēng）物質後，可以改善煤的著火性（xìng）能。 (3)單一玉米秸稈燃燒主要集中於揮發分燃（rán）燒階段，在250~400之間，是揮發分的燃燒；而單一煤燃燒主要集中於焦炭（tàn）燃燒階段，溫度範圍是450一700之間。在玉米秸稈與煤混燒的情況下，燃燒過程明顯地分成兩個燃燒階段，隨著煤的混（hún）合比重（chóng）加大，燃燒過程逐漸集中於焦炭燃燒。(4)隨著玉米秸稈在混合燃料中的比例增大，其燃燼率也增大，燃燼溫度前移。三（sān）門峽草莓污视频新能源專業生產銷售秸稈顆粒（lì）機、秸稈壓塊機等生產成型（xíng）機械設備，同時我們還有大量的楊木（mù）木屑顆粒燃料出售。