玉米秸及玉米芯的燃烧动力学参数分段研究

生物质能源因其储量大、可再生、CO2净排放为零等特点,可以作为化石等传统能源的替代能源为人类提供能源。为了能够充分利用生物质能,对其燃烧过程中的动力学参数进行研究具有重要意义。本研究利用TG-DTG技术对玉米秸及玉米芯进行热重实验,选用五个机理函数,按照挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃烧三个主要阶段分别对玉米秸和玉米芯的燃烧过程进行动力学参数计算。研究结果表明,玉米秸与玉米芯燃烧规律大致相同,可以分为三个主要阶段,两者的质量快速减少区间都在250℃至500℃区间。玉米秸燃烧第一个阶段使用机理函数F2二级化学反应得到的模型精度最高,剩余两阶段宜使用机理函数F1一级化学反应,活化能最高为第一阶段19.56 kJ/mol。而对于玉米芯来说第一个阶段及第三个阶段宜使用F3三级化学反应机理函数,第二个阶段宜使用D1一维扩散机理函数,活化能最高在第三阶段为114.80kJ/mol。玉米芯燃烧过程比玉米秸更加复杂,燃烧过程涉及基本化学反应机理和扩散机理,且活化能较高。