水稻秸秆的热解特性研究

W CARBON WORLD 2067综合论述水稻秸秆的热解特性研究闫富杰(中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116【摘要】生物质的热解特性是研究其气化规律的重要基础,为了探讨不同气体对生物质秸秆热解特性的影响,以水稻秸秆为实验对象,利用热重分析仪,在不同气氛下,对样品进行热解与测定,最终获得不同气氛下水稻秸秆的TG曲线和DTG曲线,并对各曲线进行比较与分析。结果表明:水稻秸秆热解过程呈现相似的变化规律,主要有两个阶段,但由于气氛条件不同,样品呈现出失重程度和失重速率上的差异。【关键词】生物质;水稻秸秆热重分析【中图分类号】TK6文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2016)21-0275-02我国生物质资源十分丰富,开发利用生物质能不仅中10%线决能源危机,为可持续发展提供充足的能源与动力,还可保护生态环境,解决环境污染问题。生物质秸秆在氮气气氛下的热解特性以及在空气下的燃烧特性已有广泛深入的研究,但关于在二氧化氮、氦气气氛下的热解特性的相关研究鲜见报道。本实验通过水稻秸秆在4种不同气氛下的热解并对热解过程进行分析,旨在为生物质能的开发与利用、优化热解反应条件和反应器设计提供理论依据1材料与方法图2水稻秸秆的DTG曲线以。从TG曲线来看,在Air气氛下的样品失重最高,CO2气氛1.1样品采集与制备下的样品失重次之,而在N2和He气氛下的失重基本相同且水稻秸秆来自徐州地区,将样品晾干,粉碎并研磨至粒径最少。结合热解的DG曲线来看,在0-200℃范国内,在He气2mm,混合均匀,以备热重实验使用。氛下水分的脱离是最快的,Air和N2的次之,CO2的最慢,分析1.2仪器与方法认为主要是由于He的传热系数很高,而Air和N2的较低测试仪器采用法囯塞塔拉姆仪器公司 LABSYSEVE-1A型CO2的最低导致的;在200~400℃范围内,Air最先出现峰值且热重分析仪,工作溫度为室温-1600℃,程序控制升温速率为峰值点高于其他三种气氛下的峰值点,而N2、CO2和He几乎0.1-100°/min同时出现峰值,但He峰值点最高,CO2次之,N2最低,分析认将样品在升温速率为20℃/min的条件下进行热解特性实为在这一阶段,在Air气氛下的样品是挥发分大量去除和少验,分别通入Air、N2、CO2、He,流量为5ωml/min,温度从室温量定碳燃烧同时进行的过程,所以最先出现峰值,并且峰值升至800℃,每个样品质量为14±lmg点最高,在He气氛下的样品,由于He的传热系数远高于N22结果与分析和CO2,故峰值点排在第二位,在CO2气氛下的样品是挥发分21水稻秸杆的热解过程分析大量去除和微量固定碳与CO2进行反应化学反应同时进行的测定结果表明,在N2、CO23He三种不同的气氛下,水稻秸过程,所以峰值点大于N,排在第三位,而N2只是挥发分大量秆样品的TG曲线表现形状基本类似,热解反应的起始温度去除的过程且传热系数较低,故峰值点最小。在400-800℃范终止温度、失重速率、失重峰值点等略有差异,这和文献描述围内,在Air气氛条件下,在400-550℃范围内出现第三个峰基本一致。由TG曲线可以看出,水稻秸秆的热解过程可以值,主要是是木质素的热解以及固定碳的大量燃烧引起的;在分为3个明显的阶段,分别为小于200℃的预热解阶段;200-550~800℃范围内,样品热解基本完毕,是剩余少量木质素的400℃的快速热解阶段和大于400℃的慢遠热解阶段。对应的缓慢热解,故其失重速率最低,而在CO2气氛条件下,由于少失重峰。在Ai气氛下,水稻秸秆的TC曲线表现为小于200℃3结袈O3进行嫒慢的化学反应,所以其失重逵率最高DTG曲线分别在0~200℃和200~400℃区间出现两个明显的量固定碳与的预热解阶段;200~550℃的快阶段和大于550℃的缓本实验水稻秸秆热解过程分为三个阶段:预热解阶段、快幔热解阶段,对应的DTG曲线分别在0-200℃、200~400℃和速热解阶段和慢速热解阶段。在Air气氛下,由于氧气的存40055℃区间出现三个明显的失重峰有三个峰值(见图1-2)。在,样品的DTG曲线出现个峰值,且第二个峰值出现的最早;在He气氛下,由于其导热系数远大于其他三种气体,所西(阳线以在预热解阶段,它的失重逴率明显大于其他三种气体,在快速热解阶段其第二个峰值点也明显大于CO2和N2;在CO2气9氛下,由于它在高温下可以和固定碳发生化学反应,故在快速速率基本是最高的。在不同气筑条件下,水稻秸秆的TG曲线和DTG曲线比较相似,说明不同气氛条件下水稻秸秆的热解过程遵循相同的反应机制。本实验结果表明:不同气氛对水稻≥图1水稻秸秆的TG曲线秸秆的热解特性有影2.2不同气氛水稻秸秆的热解特性种气体,故在He气中国煤化工大于其他惺会提前。测定结果表明,不同气氛下的水稻样品热解过程基本相THCNMHG275L综合论述LOW CARBON WORLD 2016/7防雷“检”“测”的界定及重点问题分析贾绽云1,付晓霞1,王耀悉2(1湖南省防雷中心,湖南长沙410007:2.南京信息工程大学,江苏南京21004)【摘要】防雷检测是落实防雷设计、确保施工质量以及确定防雷措施安全有效的第一线的技术把关工作,同时,也集数据采集、质量监督和现场调查于一体,既为雷电灾害的分析提供最重要的依据,也为防雷装置的设计提供前期指导,更为防雷装置的质量保驾护航。但目前防雷检测,虽然已经成熟于多年的技术积累和相应规范的编写制定,指标化的"测"较易达成,但完全的量化指标和测量数据,却未必能体现防雷各项措施的设置原理和物理模型的正确性,而目前真正确保防雷装置设置的科学性和有效性的“检"的部分却仍未引起重视,也由此致使防雷装置在测”的数据符合标准规范的前提下,仍然发生、甚至是频发雷击事故。【关键词】防雷检测;气象因素;风险分析;综合布线【中图分类号U895【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2016)21-0276-021“检”“测”的范围定义(2)虽然工程设计的安全距离满足避免空气击穿后的火对于检是对现场环境的充分考察,是风险源的充分认识花,但由于芦苇堆在大风条件下会飘散,拉近了芦苇堆与接闪测点的确定主要依据防雷国家标准和行业标准中的指标杆的实际距离,致使空气击穿产生的电火花点燃芦苇堆成为性的要求,如尺寸規格、接地阻值、过渡电阻等等,而检测是在可能;进行防雷理论分祈的基础上,对整体防雷系统进行把握。在制(3)除直击雷防护裝置的设计缺陷未得以在“检”的过程检测方案的过程中,“检"的规划内容,应该从设计内容或现中发现并予以排除之外,在芦苇堆及接闪塔旁侧还安装有一场勘查的资料入手,根据被检对象的特性从设计中关于保护些未接地的金爲告示牌,当接闪塔杆泄放雷电流时产生的电范围计算、风险等级确定、屏蔽效能分析等方面,评估“检”方感电压降极易向金属牌放电,产生更为长的电火花,继续增加案的可行性和合理性,再通以“检”带入测点预估和分析。芦苇堆的火灾风险但在实际工作中,由于测点共性和惯性分析的因素,故检(4)接闪塔杆的保护范围虽然满足了防雷保护范围的要的内容往往容易被忽略,更有甚者,测的数值虽然合格,但却求,但其设置的位置,却忽略了当地的气象条件:根据雷暴路为忽略“检”的部分,而导致检测报告合格却没有真正发现径分析,由西向东的雷暴为其主要路径,而接闪塔杆却立在芦雷击隐患苇堆东側,降低了拦截效率并増加了风对于拉近芦苇枝叶与2特殊场所的“检”的典型问题接闪杆塔的距离2.1易燃场所2.2移动基站某移动基站,经“测”,其移动信号塔的防直击雷接地、机某造纸厂,其露天芦苇堆场树立独立塔式接闪杆,按《建筑物防雷装置设计规范》(GB5057-2012)(以下简称《规房的接地規格、接地电阻值均满足要求,但当某次雷暴过程之》)中的要求,露天环境下的易燃品的保护丰径为100m,独后,机房内设备受雷电波入侵而致灾,经“检”,发现机房接地立接闪杆塔与易燃物质的安全距离为3m,经检测,接闪杆的线引出室外后直接连接到了移动铁塔上,将移动铁塔作为接保护范围、安全距离、接地电阻值均满足规范,但在两年内地(见图1),虽然二者的接地电阻值同时满足要求,但在移动铁塔接闪泄流的过程中,雷电流选择易于泄放的路径,便直接造纸厂芦苇堆场三次遭受雷击引起火灾,经现场调查,在各项侵入机房,造成较为严重的雷击事故。测试指标都满足规范要求的前提下,雷击致灾的主要原因为(1)接闪杄塔虽然抗风强度、牢固度等特性突出,但塔式23配电机房结构因为焊接或螺丝固定等问題造成整体电气贯通存在一定目前小区均采用公变配电方式,当单栋住宅由配电房进隐患,必须设置专设引下线,但检测过程中缺乏了对该项内容入电源,以“测”为据,住宅总配电的PE排、配电柜、SPD均接的“检”,继而发生了由于接闪杆塔泄流不畅产生的电感电压地良好,但其引线方式如图2:由总配电房从a点引出电缆,由降形成空气击穿b点引入栋配电室的等电位连接排(等电位连接排同时也作““*“*“…+““艹““+“+“+““+“““+“++““+““““+““+“9基金项目:中国矿业大学大学生创新项日(201525);江苏省大4吴创之,孙学秋,阴秀丽,等我国生物质能源发展现状与思考农学生创新训练计划项目(20151029000业机械学报,2009,40(1):91-99阿5]孙立,张晓东,生物质热解气化原理与技术[M,北京:化学工业出版参考文献社,2013(艳华,吕明新,马春元,等秸秆类生物质热解特性及其动力学研杨冬,陈清文北方地区典型生物质的热重分祈及动力学研究燃究J太阳能学报,2002,23(2):203-206烧科学与技术,2014,20(4):319~-32292)卢洪波,苏桂秋,徐海军,贾春霞玉来秸秆TG-FTR联机热解特性監研究应用能源技术,2005(6):1~3.收稿日期:2016-7串3孙永明,袁振宏,孙振钧中国生物质能源与生物质利用现状与展望作者简介:间富[J可再生能源,2006,2(126):80-82能与动力工程专打YHa中国煤化工CNMHG人,本科生,热