基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

第２８卷第１期

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山东建筑大学学报

Ｖ０１．２８

Ｎｏ・１

文章编号：１６７３—７６４４（２０１３）０１－００３６—０６

基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

朱艳艳１，张林华“’２’３，崔永章１’２’３，李凯１，吕文超４，

（１．山东建筑大学热能工程学院，山东济南２５０１０１；２．山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室，山东济南２５０１０１；３．山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，山东济南２５０１０１；４．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安７１００５５）

摘要：富氧燃烧是解决生物质能源直接燃烧温度低问题的重要方法。文章采用热重分析法分别对玉米、棉秆以及木屑进行燃烧特性试验，通过分析不同氧气浓度下三种秸秆的ＴＧ—ＤＴＧ曲线，研究富氧条件对三种典型生物质颗粒燃料燃烧特性指数的影响。结果表明：富氧条件下三种生物质颗粒燃料燃尽温度区间比空气中减少近１００。Ｃ，挥发分最大析出速率是空气中的２～２．７５倍；富氧条件下，燃料的燃烧特性指数迅速上升，且玉米杆的上升幅度最大，表明富氧对玉米杆促进作用最强。关键词：富氧条件；生物质燃料；燃烧特性；热重分析法中图分类号：ＴＫ６

文献标识码：Ａ

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｂａｓｅｄ

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ＺｈｕＹａｎｙａｎ‘，ＺｈａｎｇＬｉｎｈｕａ＋１，２’３，ＣｕｉＹｏｎｇｚｈａｎ９１’２’３，ｅｔａ１．

（１．Ｓｃｈｏｏｌ

ｏｆＴｈｅｒｍＭＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ

ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＢｕｉｌｄｉｎｇｏｆＮａｔｉｏｎａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

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收稿日期：２０１２—１１—２２

基金项目：山东省科技计划项目（２０１１ＧＮＣｌｌ４０１）；济南市科技计划项目（２０１１０２０３９）

作者简介：朱艳艳（１９８６一），女，在读硕士，主要从事可再生能源利用技术及电除尘方面的研究．Ｅ．ｍａｉｌ：ｚＩｌｕｙＭｙａｎ７１０＠１６３．１３０１１１

＋通讯作者：张林华（１９６５一），男，教授，博士，主要从事建筑节能及可再生能源利用技术研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｔｈ００１５＠呐ＺＵ．ｅｄｕ．ｃｎ．

万方数据

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０引言

生物质能占世界一次能源消耗的１４％…，具有清洁可再生及ＣＯ：近零排放的优点。我国生物质能分部广泛，资源丰富，每年生物质资源总量可以折合成６．５亿ｔ标煤心Ｊ。目前生物质能主要以直燃

的方式为居民提供生活用能，这种燃烧方式具有操

作简单，取材方便，成本低的优点，但是利用效率很低，造成了很严重的能源浪费及环境污染１３ｊ。另

外，生物质成型燃料的燃烧火焰温度一般不高于

１０００℃，如果能解决生物质直接燃烧温度低的问题，将可广泛应用于工业能源领域。富氧燃烧可以明显提高生物质直接燃烧温度，是解决生物质能源直接

燃烧温度低问题的重要方法。

近十多年来，富氧助燃在国内外都有很大的发展。许多发达国家都投入了大量人力物力来研究富氧技术，特别是日本，曾在以气、油及煤为燃料的不同场合进行了富氧应用试验，得出如下结论：用２３％的富氧助燃可节能１０％～２５％，用２５％的富氧

助燃可节能２０％～４０％，用２７％的富氧助燃则节能高达３０％～５０％等ＭＪ。罗思义对生物质微米燃料

富氧燃烧特性进行了分析，并认为富氧能够改善生物质微米燃料的燃烧特性，指出当富氧率为４０％时，炉膛温度可达１６００℃Ｌ５Ｊ。生物质颗粒燃料经过了高压作用，质地比较密实，燃烧时与空气接触面积较小，因此，其点火及燃烧特性与生物质微米燃料存在很大的差异№Ｊ。测量挥发分的析出量是最为传统的判断生物质燃料燃烧性能的方法，这种方法简单易行，但是不能显示不同生物质燃料挥发分析出的温度水平、最大析出速率及生物质的失重状况＂Ｊ。因此，采用美国ＴＡ公司生产的Ｑ５０热重分析仪对三种典型生物质颗粒燃料进行试验，通过三种燃料燃烧的ＴＧ—ＤＴＧ曲线，分析富氧条件对生物质的挥发分析出特性指数、燃烧稳定性判别指数及燃烧特性指数，为生物质颗粒原料的选择及大型生物质燃烧炉的设计提供理论依据，另外对改善中国能源结构，保护环境，促进农村经济发展也具有重

要的现实意义¨一。

１

生物质颗粒燃烧特性判别指数

１．１挥发分析出特性指数

万方数据

挥发分析出特性指数风表征燃烧过程中挥发

分的析出性能，是判断生物质颗粒燃料燃烧特性的

一个重要指标旧Ｊ。

耻甓等

㈩

式中，（ｄｗ／ｄｔ）。。为挥发分最大析出质量速率，

ｍｇ／ｍｉｎ；ｋ为最大析出速率对应温度值，Ｋ；ＡＴ为

开始析出到析出最大时的温度差，Ｋ。

不同生物质颗粒由于内部结构及化学成分不同会表现出不用的燃烧特性，挥发分析出特性指数代表生物质颗粒燃烧过程挥发份析出的快慢，Ｒ。值越大表示挥发分析出越快，燃尽所需的时间越短，挥发

段ＴＧ—ＤＴＧ曲线越陡峭。

１．２

燃烧稳定性判别指数

燃烧稳定性判别指数表征生物质颗粒燃料的稳

定性，以纯碳作为测试的基准，则

耻雩×辈×等等（２）

式中：９２８为碳着火温度，Ｋ；０．００５８２为三种秸秆燃烧峰下的失重速率，ｍｇ／ｍｉｎ；１０３６为烧速率最大时

对应的温度，Ｋ。

不同生物质燃料由于水分、挥发分及灰分含量

的差异，其固定碳的燃烧也会受到不同程度的影响。

尺。，值越大，说明生物质点火后温度上升越快，生物质颗粒燃料燃烧越稳定ｌｌ

０‘。

１．３燃烧特性指数

燃烧特性指数Ｐ，是一个新的判别生物质点火、

燃烧及燃尽特性的综合指标。

＿２———孑■Ｆ—ｕ’

。

（ＤＭＩＤＴ）。。×（ｄｍ／ｄｔ）。。。。

，¨

式中，（ｄｍ／ｄｔ）。。为燃烧峰值时的着火速率，

ｍｇ／ｍｉｎ；（ｄｍ／ｄｔ）。。。。／瓦为生物质平均燃烧温度与

燃尽温度之比，其值越大表明燃尽所需时间越短。

Ｐ，值越大，预示生物质颗粒燃料点火越容易，燃尽所需的时间越短，燃烧性能越好¨１｜。如果两种生物质的Ｐ．相差不大，那么其燃烧性能也就比较相

近。２

实验装置及方法

２．１

实验装置

本实验采用美国ＴＡ公司生产的Ｑ５０热重分析

三墨出丕建箕太堂堂拯

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仪，该装置由吹扫气体系统、热天平、炉体、温度控制和测量系统五部分组成。吹扫气体系统在加热炉中，一部分吹扫气体经数字式质量流量控制后水平流过样品，另一部分为保护气体，气体经过天平室后与水平吹扫气体合并从加热炉侧口流出；热天平安置在天平室内，提供室温一１０００。Ｃ温度范围内优异的测量准确度和精确度；炉体是热重分析仪的一个关键部件，可以以最迅速、精确的方式在室温～１０００。Ｃ温度范围进行温度控制；数字式质量流量控制器采用自动气体切换装置，不仅可以有效改善数据的稳定性，还能进行惰性气体和氧化气氛间的快速切换。

２．２

Ｏ：和热解条件下对２０ｍｇ左右样品进行的燃烧试验，升温速率为２０。Ｃ／ｍｉｎ，载气流量为６０ｍＬ／ｍｉｎ，得到玉米秸秆、棉秆及木屑的ＴＧ—ＤＴＧ曲线图；其次在氧浓度及载气流量分别为１４％和６０ｍＬ／ｍｉｎ、

２１％和６０ｍＬ／ｍｉｎ、４０％和６０ｍｌＭｍｉｎ、ｍｉｎ２１％和

５０ｍＬ／ｍｉｎ及２１％和７０ｍＬ／ｍｉｎ五种条件下进行热重实验，进而分析富氧条件对三种秸秆的挥发分析出特性指数Ｒ¨燃烧稳定性的判别指数尺小燃烧特性指数Ｐ。的影响。３

实验结果及分析

实验方法

为了分析生物质颗粒燃料富氧条件下的燃烧特性，采用Ｑ５０热重分析仪对玉米秸秆、棉秆及木屑三种典型生物质颗粒燃料进行多种不同条件下的实验。首先采用程序控温法在４０％Ｏ：、２１％０２、１４％

１００

３．１富氧条件对生物质颗粒燃料燃烧失重特性的

影响

３．１．１

玉米秆ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

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１０００

温度／＇ｃ（ａ）图１

温度／＇ｃＣｏ）

玉米秸秆在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图１可以看出，以２１％Ｏ：曲线为基准ＴＧ及ＤＴＧ曲线均可以划分为三个阶段：第一阶段为水分的析出阶段，温度区间为２０—２２０℃。四条曲线基本一致，说明氧气浓度的变化对玉米秸秆的水分析出过程影响不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段。从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下燃烧区间较短，挥发分燃烧温度区间为２２０～２９０。Ｃ，２１％Ｏ小

１４％Ｏ：及热解曲线差别不大，温度区间为２２０—

显缩短，燃烧温度区间为３９０～４４０℃，２１％Ｏ：及１４％０２曲线差别不大，温度区间为２２０～３３０℃。热解曲线与其他三种相比，挥发分燃烧阶段与固定碳燃烧阶段之间没有明显的过渡段，固定碳的燃烧区间较长，温度区间为３３０～９００℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，除热解曲线没有出现失重速率峰值外，其他三条均出现了失重速率峰值。４０％Ｏ：的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为１１％／ｍｉｎ，２１０ｋＯ：最大析出速率为４％／ｒａｉｎ，４０％Ｏ：富氧条件下最大析出速率是空气中的２．７５倍。说明富氧可以缩短木屑挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，使玉米的燃烧性能更好。３．１．２棉秆ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

３３０℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，四条曲线均出现了挥发分析出速率峰值。４０％Ｏ：的富氧条件下最大析出速率为２３％／ｍｉｎ，２１％０２、１４％Ｏ，及热解条件下最大析出速率分别为１４％／ｍｉｎ、１３％／ｍｉｎ及１２％／ｍｉｎ；第三阶段为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线

可以看出，４０％Ｏ：富氧条件下玉米的燃烧区间明

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温度，，℃

（ａ）

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【ｂ）

图２棉秆在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图２可以看出，棉秆ＴＧ及ＤＴＧ曲线与玉米秆基本一致，划分为三个阶段。第一阶段温度区间为２０～２５００Ｅ。这一阶段四条曲线基本一致，说明水分析出阶段氧气浓度的变化对棉杆的影响不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段，温度区间为２５０—３０００Ｅ。从ＴＧ曲线可以看出，４０％０２的富氧条件下棉秆挥发分燃烧温度区间为２５０—２９０℃，２１％Ｏ：、１４％Ｏ：及热解曲线差别不大，温度区间为２２０—３５０℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，四条曲线也均出现了挥发分析速率峰值，且富氧条件下峰值出现的最早。４０％Ｏ：的富氧条件下棉杆的最大析出速率为１９％／ｍｉｎ，明显高于其余三条曲线；第三阶段

为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：富氧条件下棉杆燃烧温度区间为３９０～４４０℃，比２ｌ％Ｏ：条件下燃烧区间减少１００℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，除热解曲线没有出现失重速率峰值外，其他三条均出现了失重速率峰值，且富氧条件下峰值出现的最早。４０％０：的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为１２％／ｍｉｎ，２１％Ｏ：最大析出速率为５％／ｍｉｎ，４０％Ｏ：富氧条件下最大析出速率是空气中的２．４倍。说明富氧可以缩短棉杆挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，改善棉杆的燃

烧性能。

３．１．３木屑ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

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２

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２００４００６００８００１０００

温度／℃（ａ）

温度／＇ｃＣｏ）

图３木屑在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图３可以看出，木屑ＴＧ及ＤＴＧ曲线与棉秆更为相似，但是挥发分及固定碳燃烧分界处没有玉米秆和棉秆明显。第一阶段为水分析出阶段，四条曲线基本一致，说明氧气浓度的变化对木屑的水分析出过程影响也不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段。

从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下棉秆挥发分燃烧温度区间为２５０～３１０。Ｃ，比２１％Ｏ：条件下减少３０。Ｃ。从ＤＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下棉杆的最大析出速率为２３％／ｍｉｎ。２１％Ｏ：、１４％Ｏ：及热解条件下最大析出速率分别为

万方数据

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１７％／ｍｉｎ、１６％／ｒａｉｎ和１５％／ｒａｉｎ；第三阶段为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线可以看出，４０％０：富氧条件下木屑燃烧温度区间为３２０—４４０。Ｃ，比２１％Ｏ：条件下燃烧区间减少１００％。从ＤＴＧ曲线可以看出，１４％０，及热解曲线没有出现明显的失重速率峰值，说明缺氧条件对木屑固定碳的燃烧阶段阻碍较大。４０％０，的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为

１２％／ｍｉｎ，２１％０：最大析出速率为６％／ｍｉｎ，４０％０２

富氧条件下最大析出速率是空气中的２倍。说明富氧可以缩短木屑挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，使木屑的燃烧性能更好。

３．２富氧条件对生物质颗粒燃料特性的影响

３．２．１

富氧条件对生物质颗粒挥发分析出特性的

影响

不同载流理和氧气浓度条件下，三种典型生物质颗粒燃料的尺。值如图４所示。

一竿．口暑≥

１４％Ｏ，

２１％ｏ，４０％ｏ，

６０ｍＬ－

６０ｍ１５

６０ｍＬ．２１％ｏ．Ｌｌ？／ｏＯ，

５０ｍｆｆ

７０ｍＬ．

图４不同条件下的挥发分析出特性指数

图４表明，随着氧气含量的变化，三种典型生物

质颗粒燃料的挥发分析出特性指数变化很大。在缺

氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数分别为７。１、７。８及７。９０ｒａｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），这说明缺氧条件下木屑及棉杆挥发分最易析出，玉米挥发分析出最难。当达到２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数均呈上升趋势，这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强。

４０％０：的富氧条件下，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数分别为１６．３、１２．２和１３．７ｍｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），表明富氧条件下，三种秸秆的燃烧稳定性明显

改善。与空气中相比，富氧条件下玉米挥发分析出特性指数增加了７．６ｍｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），而玉米与木屑分别增加了４．１及４．８ｒａｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），说明富氧条

万方数据

件下玉米挥发分析出的促进作用最强。

３．２．２富氧条件对生物质颗粒燃烧稳定性的影响

不同条件下，三种典型生物质颗粒燃料的Ｒ。值如图５所示。

１６００

１４００

１２００

１０００

图５不同条件下燃烧稳定性的判别指数

图５表明，随着氧气含量的变化，三种典型生物

质颗粒燃料的燃烧稳定性也有很大变化。在缺氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数分别为８００、７４０和８８０，这说明缺氧条件下木屑燃烧稳定性最好，玉米稍次，棉秆最差；当达到２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数分别为９００、９６０和９３０，这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强，其中棉杆稳定性指数增加了

２２０，玉米与木屑大约增加１００，说明缺氧条件下增加氧气含量对棉杆的促进作用最强；与２１％０：相

比，４０％Ｏ：的富氧条件下，玉米稳定性指数增加了

６４０，玉米与木屑分别增加了２６０和４３０，说明富氧条件下增加氧气含量对玉米的促进作用最强，木屑次之，棉杆最差。另外，三种典型生物质颗粒燃料的燃烧稳定性随着载气流量的变化，呈开口向下的抛

物线型变化。

３．２．３富氧条件对生物质颗粒燃烧特性指数的影

响

不同条件下，三种典型生物质颗粒燃料的Ｐ，值

如图６所示。

Ｐ，值的变化趋势Ｒ。与Ｒ。及值的变化趋势基本相同，这表明生物质颗粒挥发分的析出有利于降低颗粒的点火温度，提高其燃烧稳定性及燃烧速率。在缺氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的燃烧特性指数都比较低，这说明缺氧条件下三种生物质颗粒燃料的点火性能及燃尽性能较差；２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数呈现上升趋势，其

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中棉杆稳定性指数增加了２．２ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），玉米与木屑分别增加了１．５、０．９ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强，且增加氧气含量对棉杆的促进作用最强；与２１％０２相比，４０％０２的富氧条件时，玉米稳定性指数增加了４．０ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），棉杆与木屑分别增加了２．４和３．６ｍ９２／（ｒａｉｎ・Ｋ３）。表明富氧条件下，三种秸秆的燃烧特性明显改善，且增加氧气含量对

玉米点火、燃烧及燃尽特性的促进作用最强，木屑次

之，棉杆最差。另外，三种典型生物质颗粒燃料的燃烧稳定性随着载气流量的变化，也呈开口向下的抛物线型变化。

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图６不同条件下的燃烧特性指数

４结论

（１）ＴＧ—ＤＴＧ曲线显示，４０％０２富氧条件下生物质颗粒燃料挥发分燃烧区间比空气中缩短

３０℃，，固定碳的燃烧区间缩短近１０００Ｃ。富氧条件

下挥发分析出峰值是空气中的２～２．７５倍，且峰值出现的比较早，表明生物质燃烧性能明显改善。

（２）随着氧气含量的增加，玉米、棉杆及木屑的

万方数据

挥发分析出特性指数、燃烧稳定性的判别指数及燃烧特性指数均呈现上升趋势。在１４％～２１％Ｏ：浓

度范围内，三种指数的增加量较小。２１％～４０％Ｏ，

富氧条件下，三种指数均呈现明显的上升趋势。证明１４％～２１％Ｏ：浓度范围内增加氧气含量可以改善生物质的燃烧性能，但是效果不是很明显；２１％～

４０％Ｏ：富氧条件能够大幅度改善生物质燃料的燃烧性能。

（３）２１％Ｏ：条件下，玉米、棉杆及木屑的三种指标差别都不大，而４０％Ｏ：富氧条件下，玉米颗粒的三种指标均明显高于棉杆及木屑，这说明富氧条件对玉米颗粒燃料的促进作用更强。

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Ｓ．，ＮｉｌｓｓｏｎＣ．．Ｔｈｅ

ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

ｏｎ

ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｆｒｏｍｂｕｒｎｉｎｇｗｏｏｄｆｕｅｌｐｏｗｄｅｒ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２００４（８３）：

８１３—８２】．

基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

作者：作者单位：

朱艳艳， 张林华， 崔永章， 李凯， 吕文超

朱艳艳,李凯(山东建筑大学热能工程学院,山东济南,250101)， 张林华,崔永章(山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室,山东济南250101;山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室,山东济南250101)， 吕文超(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安,710055)

山东建筑大学学报

Journal of Shandong Jianzhu University2013,28(1)

刊名：英文刊名：年，卷(期)：

1.国家统计局 2009中国统计年鉴 2009

2.任敏娜;崔永章;李晓 八种生物质颗粒燃烧特征分析[期刊论文]-山东建筑大学学报 2012(03)3.田贺忠;赵丹;王艳 中国生物质燃烧大气污染物排放清单[期刊论文]-环境科学学报 2011(31)4.罗思义 生物质粉体富氧燃烧的初步研究 2007

5.罗思义 生物质微米燃料富氧燃烧特性分析[期刊论文]-东北林业大学学报 2009(05)6.陈建原;孙学信 煤的挥发分释放特性指数及燃烧特性指数的确定 1987

7.景振涛;梁喆;王钦 两种秸秆类生物质燃烧反应动力学研究[期刊论文]-水电与新能源 2010(03)

8.崔永章;李晓;任敏娜 空气量对秸秆颗粒燃料燃烧影响的实验研究[期刊论文]-山东建筑大学学报 2012(02)9.魏兆龙;郭朝令;杨义波 煤种燃烧稳定性试验研究 1999(01)10.林鹏 秸秆类生物质层燃燃烧特性的试验研究[学位论文] 2008

11.Paulrud S;Nilsson C The effects of particle characteristics on emissions from burning wood fuel powder[外文期刊]2004(83)

引用本文格式：朱艳艳.张林华.崔永章.李凯.吕文超 基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究[期刊论文]-山东建筑大学学报2013(1)

第２８卷第１期

１Ｑ！！堡兰旦

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山东建筑大学学报

Ｖ０１．２８

Ｎｏ・１

文章编号：１６７３—７６４４（２０１３）０１－００３６—０６

基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

朱艳艳１，张林华“’２’３，崔永章１’２’３，李凯１，吕文超４，

（１．山东建筑大学热能工程学院，山东济南２５０１０１；２．山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室，山东济南２５０１０１；３．山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，山东济南２５０１０１；４．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安７１００５５）

摘要：富氧燃烧是解决生物质能源直接燃烧温度低问题的重要方法。文章采用热重分析法分别对玉米、棉秆以及木屑进行燃烧特性试验，通过分析不同氧气浓度下三种秸秆的ＴＧ—ＤＴＧ曲线，研究富氧条件对三种典型生物质颗粒燃料燃烧特性指数的影响。结果表明：富氧条件下三种生物质颗粒燃料燃尽温度区间比空气中减少近１００。Ｃ，挥发分最大析出速率是空气中的２～２．７５倍；富氧条件下，燃料的燃烧特性指数迅速上升，且玉米杆的上升幅度最大，表明富氧对玉米杆促进作用最强。关键词：富氧条件；生物质燃料；燃烧特性；热重分析法中图分类号：ＴＫ６

文献标识码：Ａ

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｂａｓｅｄ

ｏｎｏｎ

ｂｉｏｍａｓｓｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ

ｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ

ＺｈｕＹａｎｙａｎ‘，ＺｈａｎｇＬｉｎｈｕａ＋１，２’３，ＣｕｉＹｏｎｇｚｈａｎ９１’２’３，ｅｔａ１．

（１．Ｓｃｈｏｏｌ

ｏｆＴｈｅｒｍＭＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ

ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＢｕｉｌｄｉｎｇｏｆＮａｔｉｏｎａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙ—ＳａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ

ＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；４ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｎｍｍｅｎｔａｌａｎｄＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｘｙｇｅｎ—ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｓｂｉｏｍａｓｓｐｅｌｌｅｔｆｕｅｌｄｉｒｅｃｔ

ａｎ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｔｈｏｄ

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ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒ

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ｉ８２—２．７５ｔｉｍｅｓｔｈａｔｉｎｔｈｅａｉｒ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ．ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｎｄｅｘｒｉｓｅｓ

ｒａｐｉｄｌｙｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｍａｒｇｉｎｏｆＣＯｒｎｓｔａｌｋｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ，ＳＯｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｎｇｒｏｌｅｏｆＣＯｒｎｓｔａｌｋｉＳｔｈｅｓｔｒｏｎｇｅｓｔ．Ｋｅｙ

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ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｔｈｅｒｍａｌ

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收稿日期：２０１２—１１—２２

基金项目：山东省科技计划项目（２０１１ＧＮＣｌｌ４０１）；济南市科技计划项目（２０１１０２０３９）

作者简介：朱艳艳（１９８６一），女，在读硕士，主要从事可再生能源利用技术及电除尘方面的研究．Ｅ．ｍａｉｌ：ｚＩｌｕｙＭｙａｎ７１０＠１６３．１３０１１１

＋通讯作者：张林华（１９６５一），男，教授，博士，主要从事建筑节能及可再生能源利用技术研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｔｈ００１５＠呐ＺＵ．ｅｄｕ．ｃｎ．

万方数据

笙！塑

塞垫艳笠；基王宣氢釜鲑的生塑匮题蕉燮缝挂丝塞坠堡窒！Ｚ

０引言

生物质能占世界一次能源消耗的１４％…，具有清洁可再生及ＣＯ：近零排放的优点。我国生物质能分部广泛，资源丰富，每年生物质资源总量可以折合成６．５亿ｔ标煤心Ｊ。目前生物质能主要以直燃

的方式为居民提供生活用能，这种燃烧方式具有操

作简单，取材方便，成本低的优点，但是利用效率很低，造成了很严重的能源浪费及环境污染１３ｊ。另

外，生物质成型燃料的燃烧火焰温度一般不高于

１０００℃，如果能解决生物质直接燃烧温度低的问题，将可广泛应用于工业能源领域。富氧燃烧可以明显提高生物质直接燃烧温度，是解决生物质能源直接

燃烧温度低问题的重要方法。

近十多年来，富氧助燃在国内外都有很大的发展。许多发达国家都投入了大量人力物力来研究富氧技术，特别是日本，曾在以气、油及煤为燃料的不同场合进行了富氧应用试验，得出如下结论：用２３％的富氧助燃可节能１０％～２５％，用２５％的富氧

助燃可节能２０％～４０％，用２７％的富氧助燃则节能高达３０％～５０％等ＭＪ。罗思义对生物质微米燃料

富氧燃烧特性进行了分析，并认为富氧能够改善生物质微米燃料的燃烧特性，指出当富氧率为４０％时，炉膛温度可达１６００℃Ｌ５Ｊ。生物质颗粒燃料经过了高压作用，质地比较密实，燃烧时与空气接触面积较小，因此，其点火及燃烧特性与生物质微米燃料存在很大的差异№Ｊ。测量挥发分的析出量是最为传统的判断生物质燃料燃烧性能的方法，这种方法简单易行，但是不能显示不同生物质燃料挥发分析出的温度水平、最大析出速率及生物质的失重状况＂Ｊ。因此，采用美国ＴＡ公司生产的Ｑ５０热重分析仪对三种典型生物质颗粒燃料进行试验，通过三种燃料燃烧的ＴＧ—ＤＴＧ曲线，分析富氧条件对生物质的挥发分析出特性指数、燃烧稳定性判别指数及燃烧特性指数，为生物质颗粒原料的选择及大型生物质燃烧炉的设计提供理论依据，另外对改善中国能源结构，保护环境，促进农村经济发展也具有重

要的现实意义¨一。

１

生物质颗粒燃烧特性判别指数

１．１挥发分析出特性指数

万方数据

挥发分析出特性指数风表征燃烧过程中挥发

分的析出性能，是判断生物质颗粒燃料燃烧特性的

一个重要指标旧Ｊ。

耻甓等

㈩

式中，（ｄｗ／ｄｔ）。。为挥发分最大析出质量速率，

ｍｇ／ｍｉｎ；ｋ为最大析出速率对应温度值，Ｋ；ＡＴ为

开始析出到析出最大时的温度差，Ｋ。

不同生物质颗粒由于内部结构及化学成分不同会表现出不用的燃烧特性，挥发分析出特性指数代表生物质颗粒燃烧过程挥发份析出的快慢，Ｒ。值越大表示挥发分析出越快，燃尽所需的时间越短，挥发

段ＴＧ—ＤＴＧ曲线越陡峭。

１．２

燃烧稳定性判别指数

燃烧稳定性判别指数表征生物质颗粒燃料的稳

定性，以纯碳作为测试的基准，则

耻雩×辈×等等（２）

式中：９２８为碳着火温度，Ｋ；０．００５８２为三种秸秆燃烧峰下的失重速率，ｍｇ／ｍｉｎ；１０３６为烧速率最大时

对应的温度，Ｋ。

不同生物质燃料由于水分、挥发分及灰分含量

的差异，其固定碳的燃烧也会受到不同程度的影响。

尺。，值越大，说明生物质点火后温度上升越快，生物质颗粒燃料燃烧越稳定ｌｌ

０‘。

１．３燃烧特性指数

燃烧特性指数Ｐ，是一个新的判别生物质点火、

燃烧及燃尽特性的综合指标。

＿２———孑■Ｆ—ｕ’

。

（ＤＭＩＤＴ）。。×（ｄｍ／ｄｔ）。。。。

，¨

式中，（ｄｍ／ｄｔ）。。为燃烧峰值时的着火速率，

ｍｇ／ｍｉｎ；（ｄｍ／ｄｔ）。。。。／瓦为生物质平均燃烧温度与

燃尽温度之比，其值越大表明燃尽所需时间越短。

Ｐ，值越大，预示生物质颗粒燃料点火越容易，燃尽所需的时间越短，燃烧性能越好¨１｜。如果两种生物质的Ｐ．相差不大，那么其燃烧性能也就比较相

近。２

实验装置及方法

２．１

实验装置

本实验采用美国ＴＡ公司生产的Ｑ５０热重分析

三墨出丕建箕太堂堂拯

垫！兰生

仪，该装置由吹扫气体系统、热天平、炉体、温度控制和测量系统五部分组成。吹扫气体系统在加热炉中，一部分吹扫气体经数字式质量流量控制后水平流过样品，另一部分为保护气体，气体经过天平室后与水平吹扫气体合并从加热炉侧口流出；热天平安置在天平室内，提供室温一１０００。Ｃ温度范围内优异的测量准确度和精确度；炉体是热重分析仪的一个关键部件，可以以最迅速、精确的方式在室温～１０００。Ｃ温度范围进行温度控制；数字式质量流量控制器采用自动气体切换装置，不仅可以有效改善数据的稳定性，还能进行惰性气体和氧化气氛间的快速切换。

２．２

Ｏ：和热解条件下对２０ｍｇ左右样品进行的燃烧试验，升温速率为２０。Ｃ／ｍｉｎ，载气流量为６０ｍＬ／ｍｉｎ，得到玉米秸秆、棉秆及木屑的ＴＧ—ＤＴＧ曲线图；其次在氧浓度及载气流量分别为１４％和６０ｍＬ／ｍｉｎ、

２１％和６０ｍＬ／ｍｉｎ、４０％和６０ｍｌＭｍｉｎ、ｍｉｎ２１％和

５０ｍＬ／ｍｉｎ及２１％和７０ｍＬ／ｍｉｎ五种条件下进行热重实验，进而分析富氧条件对三种秸秆的挥发分析出特性指数Ｒ¨燃烧稳定性的判别指数尺小燃烧特性指数Ｐ。的影响。３

实验结果及分析

实验方法

为了分析生物质颗粒燃料富氧条件下的燃烧特性，采用Ｑ５０热重分析仪对玉米秸秆、棉秆及木屑三种典型生物质颗粒燃料进行多种不同条件下的实验。首先采用程序控温法在４０％Ｏ：、２１％０２、１４％

１００

３．１富氧条件对生物质颗粒燃料燃烧失重特性的

影响

３．１．１

玉米秆ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

８０

，

装６０ｏ■４０

．刍－１

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ｏ卜。一２

２０

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６００

８００

１０００

温度／＇ｃ（ａ）图１

温度／＇ｃＣｏ）

玉米秸秆在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图１可以看出，以２１％Ｏ：曲线为基准ＴＧ及ＤＴＧ曲线均可以划分为三个阶段：第一阶段为水分的析出阶段，温度区间为２０—２２０℃。四条曲线基本一致，说明氧气浓度的变化对玉米秸秆的水分析出过程影响不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段。从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下燃烧区间较短，挥发分燃烧温度区间为２２０～２９０。Ｃ，２１％Ｏ小

１４％Ｏ：及热解曲线差别不大，温度区间为２２０—

显缩短，燃烧温度区间为３９０～４４０℃，２１％Ｏ：及１４％０２曲线差别不大，温度区间为２２０～３３０℃。热解曲线与其他三种相比，挥发分燃烧阶段与固定碳燃烧阶段之间没有明显的过渡段，固定碳的燃烧区间较长，温度区间为３３０～９００℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，除热解曲线没有出现失重速率峰值外，其他三条均出现了失重速率峰值。４０％Ｏ：的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为１１％／ｍｉｎ，２１０ｋＯ：最大析出速率为４％／ｒａｉｎ，４０％Ｏ：富氧条件下最大析出速率是空气中的２．７５倍。说明富氧可以缩短木屑挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，使玉米的燃烧性能更好。３．１．２棉秆ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

３３０℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，四条曲线均出现了挥发分析出速率峰值。４０％Ｏ：的富氧条件下最大析出速率为２３％／ｍｉｎ，２１％０２、１４％Ｏ，及热解条件下最大析出速率分别为１４％／ｍｉｎ、１３％／ｍｉｎ及１２％／ｍｉｎ；第三阶段为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线

可以看出，４０％Ｏ：富氧条件下玉米的燃烧区间明

万方数据

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温度，，℃

（ａ）

温度／。Ｃ

【ｂ）

图２棉秆在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图２可以看出，棉秆ＴＧ及ＤＴＧ曲线与玉米秆基本一致，划分为三个阶段。第一阶段温度区间为２０～２５００Ｅ。这一阶段四条曲线基本一致，说明水分析出阶段氧气浓度的变化对棉杆的影响不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段，温度区间为２５０—３０００Ｅ。从ＴＧ曲线可以看出，４０％０２的富氧条件下棉秆挥发分燃烧温度区间为２５０—２９０℃，２１％Ｏ：、１４％Ｏ：及热解曲线差别不大，温度区间为２２０—３５０℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，四条曲线也均出现了挥发分析速率峰值，且富氧条件下峰值出现的最早。４０％Ｏ：的富氧条件下棉杆的最大析出速率为１９％／ｍｉｎ，明显高于其余三条曲线；第三阶段

为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：富氧条件下棉杆燃烧温度区间为３９０～４４０℃，比２ｌ％Ｏ：条件下燃烧区间减少１００℃。从ＤＴＧ曲线可以看出，除热解曲线没有出现失重速率峰值外，其他三条均出现了失重速率峰值，且富氧条件下峰值出现的最早。４０％０：的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为１２％／ｍｉｎ，２１％Ｏ：最大析出速率为５％／ｍｉｎ，４０％Ｏ：富氧条件下最大析出速率是空气中的２．４倍。说明富氧可以缩短棉杆挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，改善棉杆的燃

烧性能。

３．１．３木屑ＴＧ—ＤＴＧ曲线图

－

ｌ

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．

２

一

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０

２００４００６００８００１０００

温度／℃（ａ）

温度／＇ｃＣｏ）

图３木屑在不同氧气浓度气氛下的ＴＧ—ＤＴＧ曲线

由图３可以看出，木屑ＴＧ及ＤＴＧ曲线与棉秆更为相似，但是挥发分及固定碳燃烧分界处没有玉米秆和棉秆明显。第一阶段为水分析出阶段，四条曲线基本一致，说明氧气浓度的变化对木屑的水分析出过程影响也不大；第二阶段为挥发分燃烧阶段。

从ＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下棉秆挥发分燃烧温度区间为２５０～３１０。Ｃ，比２１％Ｏ：条件下减少３０。Ｃ。从ＤＴＧ曲线可以看出，４０％Ｏ：的富氧条件下棉杆的最大析出速率为２３％／ｍｉｎ。２１％Ｏ：、１４％Ｏ：及热解条件下最大析出速率分别为

万方数据

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１７％／ｍｉｎ、１６％／ｒａｉｎ和１５％／ｒａｉｎ；第三阶段为固定碳燃烧阶段，从ＴＧ曲线可以看出，４０％０：富氧条件下木屑燃烧温度区间为３２０—４４０。Ｃ，比２１％Ｏ：条件下燃烧区间减少１００％。从ＤＴＧ曲线可以看出，１４％０，及热解曲线没有出现明显的失重速率峰值，说明缺氧条件对木屑固定碳的燃烧阶段阻碍较大。４０％０，的富氧条件下玉米秆的最大析出速率为

１２％／ｍｉｎ，２１％０：最大析出速率为６％／ｍｉｎ，４０％０２

富氧条件下最大析出速率是空气中的２倍。说明富氧可以缩短木屑挥发分及固定碳的燃烧区间，增大挥发分析出速率，使木屑的燃烧性能更好。

３．２富氧条件对生物质颗粒燃料特性的影响

３．２．１

富氧条件对生物质颗粒挥发分析出特性的

影响

不同载流理和氧气浓度条件下，三种典型生物质颗粒燃料的尺。值如图４所示。

一竿．口暑≥

１４％Ｏ，

２１％ｏ，４０％ｏ，

６０ｍＬ－

６０ｍ１５

６０ｍＬ．２１％ｏ．Ｌｌ？／ｏＯ，

５０ｍｆｆ

７０ｍＬ．

图４不同条件下的挥发分析出特性指数

图４表明，随着氧气含量的变化，三种典型生物

质颗粒燃料的挥发分析出特性指数变化很大。在缺

氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数分别为７。１、７。８及７。９０ｒａｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），这说明缺氧条件下木屑及棉杆挥发分最易析出，玉米挥发分析出最难。当达到２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数均呈上升趋势，这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强。

４０％０：的富氧条件下，玉米、棉杆及木屑的挥发分析出特性指数分别为１６．３、１２．２和１３．７ｍｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），表明富氧条件下，三种秸秆的燃烧稳定性明显

改善。与空气中相比，富氧条件下玉米挥发分析出特性指数增加了７．６ｍｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），而玉米与木屑分别增加了４．１及４．８ｒａｇ／（ｍｉｎ・Ｋ２），说明富氧条

万方数据

件下玉米挥发分析出的促进作用最强。

３．２．２富氧条件对生物质颗粒燃烧稳定性的影响

不同条件下，三种典型生物质颗粒燃料的Ｒ。值如图５所示。

１６００

１４００

１２００

１０００

图５不同条件下燃烧稳定性的判别指数

图５表明，随着氧气含量的变化，三种典型生物

质颗粒燃料的燃烧稳定性也有很大变化。在缺氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数分别为８００、７４０和８８０，这说明缺氧条件下木屑燃烧稳定性最好，玉米稍次，棉秆最差；当达到２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数分别为９００、９６０和９３０，这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强，其中棉杆稳定性指数增加了

２２０，玉米与木屑大约增加１００，说明缺氧条件下增加氧气含量对棉杆的促进作用最强；与２１％０：相

比，４０％Ｏ：的富氧条件下，玉米稳定性指数增加了

６４０，玉米与木屑分别增加了２６０和４３０，说明富氧条件下增加氧气含量对玉米的促进作用最强，木屑次之，棉杆最差。另外，三种典型生物质颗粒燃料的燃烧稳定性随着载气流量的变化，呈开口向下的抛

物线型变化。

３．２．３富氧条件对生物质颗粒燃烧特性指数的影

响

不同条件下，三种典型生物质颗粒燃料的Ｐ，值

如图６所示。

Ｐ，值的变化趋势Ｒ。与Ｒ。及值的变化趋势基本相同，这表明生物质颗粒挥发分的析出有利于降低颗粒的点火温度，提高其燃烧稳定性及燃烧速率。在缺氧的状况下，玉米、棉杆及木屑的燃烧特性指数都比较低，这说明缺氧条件下三种生物质颗粒燃料的点火性能及燃尽性能较差；２１％０：条件时，玉米、棉杆及木屑的燃烧稳定性指数呈现上升趋势，其

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中棉杆稳定性指数增加了２．２ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），玉米与木屑分别增加了１．５、０．９ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），这说明随着氧气含量升高，三种秸秆的燃烧稳定性有所增强，且增加氧气含量对棉杆的促进作用最强；与２１％０２相比，４０％０２的富氧条件时，玉米稳定性指数增加了４．０ｍ９２／（ｍｉｎ・Ｋ３），棉杆与木屑分别增加了２．４和３．６ｍ９２／（ｒａｉｎ・Ｋ３）。表明富氧条件下，三种秸秆的燃烧特性明显改善，且增加氧气含量对

玉米点火、燃烧及燃尽特性的促进作用最强，木屑次

之，棉杆最差。另外，三种典型生物质颗粒燃料的燃烧稳定性随着载气流量的变化，也呈开口向下的抛物线型变化。

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图６不同条件下的燃烧特性指数

４结论

（１）ＴＧ—ＤＴＧ曲线显示，４０％０２富氧条件下生物质颗粒燃料挥发分燃烧区间比空气中缩短

３０℃，，固定碳的燃烧区间缩短近１０００Ｃ。富氧条件

下挥发分析出峰值是空气中的２～２．７５倍，且峰值出现的比较早，表明生物质燃烧性能明显改善。

（２）随着氧气含量的增加，玉米、棉杆及木屑的

万方数据

挥发分析出特性指数、燃烧稳定性的判别指数及燃烧特性指数均呈现上升趋势。在１４％～２１％Ｏ：浓

度范围内，三种指数的增加量较小。２１％～４０％Ｏ，

富氧条件下，三种指数均呈现明显的上升趋势。证明１４％～２１％Ｏ：浓度范围内增加氧气含量可以改善生物质的燃烧性能，但是效果不是很明显；２１％～

４０％Ｏ：富氧条件能够大幅度改善生物质燃料的燃烧性能。

（３）２１％Ｏ：条件下，玉米、棉杆及木屑的三种指标差别都不大，而４０％Ｏ：富氧条件下，玉米颗粒的三种指标均明显高于棉杆及木屑，这说明富氧条件对玉米颗粒燃料的促进作用更强。

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基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

作者：作者单位：

朱艳艳， 张林华， 崔永章， 李凯， 吕文超

朱艳艳,李凯(山东建筑大学热能工程学院,山东济南,250101)， 张林华,崔永章(山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室,山东济南250101;山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室,山东济南250101)， 吕文超(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安,710055)

山东建筑大学学报

Journal of Shandong Jianzhu University2013,28(1)

刊名：英文刊名：年，卷(期)：

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引用本文格式：朱艳艳.张林华.崔永章.李凯.吕文超 基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究[期刊论文]-山东建筑大学学报2013(1)