生物質(zhì)制備燃料炭實(shí)驗研究

第36卷第5期太陽(yáng)能學(xué)報Vol 36, No 5015年5月ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICAMay,2015文章編號:02540096(2015)05104107生物質(zhì)制備燃料炭實(shí)驗研究熊紹武,張守玉,吳巧美,郭熙,董愛(ài)霞,陳川上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程研究所,上海20093)摘要:利用管式固定床炭化裝置對棉稈、木屑和竹屑進(jìn)行炭化實(shí)驗,利用工業(yè)分析儀、快速量熱儀和熱重分析儀對炭化實(shí)驗制得的生物質(zhì)炭進(jìn)行分析,用木炭和燒烤炭質(zhì)量指標評價(jià)生物質(zhì)炭質(zhì)量,用著(zhù)火溫度、燃盡溫度和綜合燃燒特性指數S評價(jià)生物質(zhì)炭燃燒特性。結果表明隨著(zhù)炭化溫度的升高,生物質(zhì)炭產(chǎn)率和干基揮發(fā)分產(chǎn)率減小干基固定碳產(chǎn)率增大,相應的變化速率減小;著(zhù)火溫度和燃盡溫度隨著(zhù)炭化溫度的升高而升高,S值減小;相比木屑炭和竹屑炭,棉稈炭的燃燒特性最好。對比生物質(zhì)炭與木炭和燒烤炭的燃燒特性和炭質(zhì)量發(fā)現,木屑和竹屑可用于生產(chǎn)木炭替代品,棉稈可用于制作燒烤炭,500℃為棉稈制備燒烤炭的最佳炭化溫度。關(guān)鍵詞:生物質(zhì);炭化;生物質(zhì)炭;燃燒特性;燒烤炭中圖分類(lèi)號:TK6文獻標識碼:A本文在上述研究的基礎上,利用固定床炭化裝0引言置進(jìn)行生物質(zhì)的炭化實(shí)驗研究,考察溫度對生物質(zhì)生物質(zhì)炭化技術(shù)將生物質(zhì)在隔絕空氣的環(huán)境炭產(chǎn)率及炭的組成成分和燃燒特性的影響。通過(guò)中加熱,析出揮發(fā)分,生成生物質(zhì)炭生物油和生物與傳統木炭和燒烤炭對比研究可替代傳統木炭和質(zhì)氣等產(chǎn)物,具有很高的經(jīng)濟和生態(tài)效益。生物燒烤炭的生物質(zhì)炭的最佳制備溫度。質(zhì)炭化工藝從傳統的窯式炭化已發(fā)展出很多種炭化工藝,如回轉窯內熱式炭化工藝兩步式炭化工1實(shí)驗藝以及多聯(lián)產(chǎn)炭化工藝等24。國內外學(xué)者對生物1.1原料質(zhì)炭化進(jìn)行了大量理論和實(shí)驗研究”。研究表明,隨著(zhù)炭化溫度的升高,炭產(chǎn)率減小,氣體產(chǎn)率增加實(shí)驗選用棉稈、木屑和竹屑,其工業(yè)分析和元生物質(zhì)油產(chǎn)率先增大后減小;較大的升溫速率有利素分析如表1所示。所有原料均在105℃下干燥于增大氣體產(chǎn)率;停留時(shí)間越長(cháng)固體炭產(chǎn)率越小,6h后用破碎機破碎,過(guò)篩(16目,小于1m,以用氣體產(chǎn)率越大;催化劑和真空有利于提高油產(chǎn)率。于后續炭化實(shí)驗。表1原料樣品的工業(yè)分析和元素分析Table 1 Proximate and ultimate analysis of the samples工業(yè)分析/%,ad元素分析%,ad樣品低位發(fā)熱量MJkg',ad水分灰分揮發(fā)分固定碳C][H][oa[N][s棉稈4.253.7872.11198647563.1839970.860.40木屑2131.6480.6715.5653.60278388619.8竹屑2852016.1448.513.3542.200.750.2818.4412干餾炭化實(shí)驗溫控裝置、加熱爐和供氣控制裝置3部分組成,如本文使用自制的干餾炭化裝置,該裝置主要由圖1所示。炭化實(shí)驗開(kāi)始前,首先將物料在105℃中國煤化工收稿日期:2013-0403CNMHG基金項目:上海市研究生創(chuàng )新基金( JWCXSL1202)通信作者:張守玉(I9Ⅰ—),男,博土、教授、碩土生導師,主要從事低階煤(褐煤、髙鈉煤等)提質(zhì),煤炭熱解、氣化、燃燒,生物質(zhì)能源化轉化利用方面的研究。 zhangsy-guc@163c0m1042太陽(yáng)能學(xué)報36卷恒溫干燥2h,然后用電子天平稱(chēng)取40g加入石英成,其炭化過(guò)程可分為:失水干燥、預熱、快速熱解管。連接好氣體管路后通入N流量為200mL/min),和炭化4個(gè)階段。第1個(gè)階段為室溫-120℃,該30min后,在保證出氣無(wú)氧情況下開(kāi)始炭化實(shí)驗°階段中,樣品持續升溫,失去水分,質(zhì)量略有下降;實(shí)驗中升溫速率為10℃/min,升至設定溫度后,恒溫30min,然后在N保護下降至室溫。炭化完成后第2階段為120~230℃時(shí),該階段質(zhì)量變化很小,生稱(chēng)量炭粉質(zhì)量計算各溫度下的炭產(chǎn)率。所制得的物質(zhì)組分開(kāi)始軟化,為熱解作準備;第3階段為生物質(zhì)炭在經(jīng)研磨后過(guò)篩(150目,小于01mm),230-400℃時(shí),是失重的主要階段析出大量揮發(fā)用于后續分析實(shí)驗。分,失重率達60%;第4階段為大于400℃溫度段,該階段殘留物緩慢分解,C-H和C—O鍵斷裂,形成富碳的固體殘渣9。為研究生物質(zhì)炭化制備生物質(zhì)炭,本文選取400-800℃進(jìn)行炭化實(shí)驗,實(shí)驗結果見(jiàn)圖2棉稈木屑1.氣瓶2.減壓閥3.轉子流量計4.石英管物料6.管式爐7.熱電偶8.溫控儀圖1炭化實(shí)驗裝置圖Fig. 1 Schematic diagram of the carbonization experimentalapparatus600炭化溫度/℃13工業(yè)分析實(shí)驗圖2不同炭化溫度下生物質(zhì)炭干基產(chǎn)率使用長(cháng)沙開(kāi)元儀器有限公司生產(chǎn)的5EMACⅢFig. 2 Bio-char yield on dry basis of the samples under紅外快速分析儀對生物質(zhì)炭粉進(jìn)行工業(yè)分析,實(shí)驗樣different carbonization temperature品為炭化實(shí)驗制得的生物質(zhì)炭粉(粒徑小于01mm),每次用料1g,進(jìn)行重復實(shí)驗。由圖2可看出,3種生物質(zhì)的炭干基產(chǎn)率隨炭化14燃燒熱重實(shí)驗溫度的升高而減小。在相同的炭化溫度下,棉稈的使用美國TA公司生產(chǎn)的Q500熱重分析儀進(jìn)千基炭產(chǎn)率明顯高于木屑與竹屑,產(chǎn)率最高可達行燃燒熱重分析實(shí)驗。取10mg在105℃下恒溫干37%,而竹屑和木屑干基炭產(chǎn)率在25%~33%之間。燥2h的生物質(zhì)炭粉樣品,均勻放入熱重分析儀的50-800℃生物質(zhì)炭干基產(chǎn)率降低速率趨緩,產(chǎn)率趨陶瓷坩堝中,在干燥空氣吹掃(60mL/min)下以于穩定,說(shuō)明在550℃時(shí),生物質(zhì)炭化已基本完成。10℃/min的升溫速率升至960℃15發(fā)熱量分析實(shí)驗22生物質(zhì)炭質(zhì)量分析使用德國IKA公司生產(chǎn)的C200快速量熱儀對生物質(zhì)炭質(zhì)量的優(yōu)劣與其固定碳含量、揮發(fā)分生物質(zhì)炭粉進(jìn)行發(fā)熱量分析。取1g在105℃下恒產(chǎn)率灰分產(chǎn)率和發(fā)熱量有關(guān),固定碳含量越高灰溫干燥2h的生物質(zhì)炭粉樣品,進(jìn)行重復實(shí)驗。分產(chǎn)率和揮發(fā)分產(chǎn)率越低生物質(zhì)炭品質(zhì)越好?；?結果與分析分產(chǎn)率主要影響生物質(zhì)炭的灰渣特性和發(fā)熱量,本文不考慮V中國煤化工比主要分析固定21生物質(zhì)炭產(chǎn)率分析碳含量CNMHG化溫度下生物生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組質(zhì)炭的工業(yè)分析和熱值見(jiàn)表2。5期熊紹武等:生物質(zhì)制備燃料炭實(shí)驗研究1043表2炭化實(shí)驗和生物質(zhì)炭物性分析結果Table 2 Results of carbonization experiment and physical analysis of bio-char原料炭化溫度/水分/灰分/揮發(fā)分/固定碳/灰分!揮發(fā)分/固定碳低位發(fā)熱量/%%%,d%,d%,d5.6530.2364.1226.1606.5724.5164.1867.35005.49808195066938.5520.6470.8126979棉稈71.18739028.2534.169.219617004.48935108575.3297911.36278855859.748.7480.3810.349.280.38269662.77390287864.554.01290854504.11228570.104.2423.5472.222.394.5774.174.6831.426竹屑5502.554.8113.9278.724.942.704.951l.73萬(wàn)0883195832.18428754683.1931.3034.115.3873583.165.607.6730.3076692287554502.843.7424.7271.542923.8574.0876.30木屑78.67152480.4731.83760011.404.37320162.434.377794.488005.6589.8731.666木炭9671.3294529223燒烤炭5.9429960453.3332.4126.6833種生物質(zhì)在不同炭化溫度下制得的生物質(zhì)炭其揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳產(chǎn)率的變化速率趨緩,說(shuō)明的固定碳產(chǎn)率和揮發(fā)分產(chǎn)率如圖3所示?？煽闯?生物質(zhì)炭化過(guò)程中,揮發(fā)分的析出在600℃已基本隨著(zhù)炭化溫度的升高,生物質(zhì)炭干基揮發(fā)分產(chǎn)率減完成,且低溫段揮發(fā)分析出比高溫段劇烈。由圖2、小,干基固定碳產(chǎn)率升高,在600-800℃熱解溫度段圖3可看出,揮發(fā)分析出和固定碳產(chǎn)率增加基本完30棉稈炭棉稈炭竹屑炭竹屑炭木屑炭木屑炭20炭化溫度/℃YH中國煤化工a.干基固定碳含量圖3不同炭化溫度下生物質(zhì)炭干基固定碳含量及生CNMHGFig 3 Fixed carbon content on moisture free basis volatile on moisture free basis yield of different carbonization temperature bio-char1044太陽(yáng)能學(xué)報36卷成的溫度比生物質(zhì)炭化基本完成的溫度高50℃,這著(zhù)火溫度、燃盡溫度和綜合燃燒特性指數S對生物是因為在生物質(zhì)炭化階段解聚反應和縮聚反應同質(zhì)炭的燃燒特性進(jìn)行分析。生物質(zhì)炭的著(zhù)火溫度時(shí)存在,在較高的熱解溫度下析出的揮發(fā)分物質(zhì)是通過(guò) TG-DTG聯(lián)合定義法確定的,即過(guò)DTG曲線(xiàn)可發(fā)生縮聚反應生成炭黑,使炭產(chǎn)率變化速率趨峰值A點(diǎn)作垂線(xiàn)與TG曲線(xiàn)交于B點(diǎn),過(guò)B點(diǎn)作緩,揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳產(chǎn)率變化速率加快。因TG曲線(xiàn)的切線(xiàn)交TG曲線(xiàn)失重開(kāi)始平行線(xiàn)于C點(diǎn),此,揮發(fā)分析出和固定碳產(chǎn)率增加基本完成溫度相交點(diǎn)C對應的溫度即為燃料的著(zhù)火溫度,如有多峰,同且高于炭化完成溫度。則取第一峰值點(diǎn)與TG曲線(xiàn)交點(diǎn)來(lái)確定。燃盡溫度種生物質(zhì)炭的低位發(fā)熱量如圖4所示?？扇∞D化率達99%時(shí)對應的溫度,S按式(1)計算?？闯?在400-800℃內,生物質(zhì)炭的低位發(fā)熱量先迅S=W·W=)/T727(1)速增大后緩慢減小,且棉稈炭、竹屑炭和木屑炭的式中,W、W——分別為最大燃燒速率和平均發(fā)熱量峰值溫度分別為550、600和700℃。在生物燃燒速率,%/min;T;——著(zhù)火溫度,℃;T,—一燃盡質(zhì)炭化過(guò)程中,大量揮發(fā)分的析出使灰分產(chǎn)率和固溫度,℃。定碳產(chǎn)率增加。在低溫段,析出大量的揮發(fā)分,主在不同溫度下制得的生物質(zhì)炭燃燒特性指數要包括低熱值氣體(如CO2及熱解水等),表明生物見(jiàn)表3?？煽闯?在相同炭化溫度下,棉稈炭的著(zhù)火質(zhì)中含氧組分分解,同時(shí),固定碳產(chǎn)率增加,而灰溫度和燃盡溫度最小,其次是木屑炭,竹屑炭最大分產(chǎn)率增加速率較慢,生物質(zhì)炭熱值增大;在高溫隨著(zhù)炭化溫度的升高,棉稈炭、竹屑炭和木屑炭的段,析出的揮發(fā)分主要是高熱值氣體(如H2、CH)著(zhù)火溫度和燃盡溫度的升高,S值減小,燃燒特性變和焦油等,且固定碳產(chǎn)率增加較慢,灰分產(chǎn)率對生差;最大燃燒速率和平均燃燒速率隨炭化溫度的升物質(zhì)炭發(fā)熱量影響變大,生物質(zhì)炭熱值降低。由高無(wú)明顯變化規律。由此可知,炭化溫度升高揮于灰分產(chǎn)率對發(fā)熱量的影響使不同生物質(zhì)炭發(fā)發(fā)分產(chǎn)率減少,使生物質(zhì)炭反應活性降低,導致著(zhù)熱量峰值各不相同,生物質(zhì)原料灰分越高,炭化過(guò)火溫度和燃盡溫度升高,S值減小,燃燒區間向髙溫程中灰分富集速度越快,灰分對生物質(zhì)炭熱值影方向移動(dòng)。而燃燒溫度的升高使生物質(zhì)炭的燃燒響越大,生物質(zhì)炭發(fā)熱量峰值所對應的溫度變速率增大,所以生物質(zhì)炭的燃燒速率變化呈無(wú)規小。由表1可看出,生物質(zhì)原料的灰分產(chǎn)率關(guān)系律狀。依次為棉稈>竹屑>木屑,因此生物質(zhì)炭的發(fā)熱量表3生物質(zhì)炭燃燒特性參數峰值所對應的溫度關(guān)系依次為棉稈<竹屑<木屑。Table 3 Combustion characteristic parameters of thebio-chans棉稈炭原料炭化T/T,/W。S×10溫度/℃℃℃%500336.2496.16.02140024.297600338.651286.1573.8914076棉稈700357.0528458173.7783.26353513.5692.66664053.9042.684600437.1598.56.2723.9702.178炭化溫度/C竹屑700467.5616.36.5463.9911.940圖4不同炭化溫度下生物質(zhì)炭低位發(fā)熱量800496.6634.166303.8451.630Fig. 4 Net calorific value of the bio-chars under different500390.654406.5564.2513.359carbonization temperature木屑604104570761434,32927673.8841.77623生物質(zhì)炭燃燒特性分析中國煤化工3.7471452CNMHG生物質(zhì)炭的燃燒特性包括著(zhù)火溫度、著(zhù)火穩定性、燃盡溫度、燃盡率和穩定燃燒特性等本文選取嬈燒烤炭361.752896.1113.8543.4055期熊紹武等:生物質(zhì)制備燃料炭實(shí)驗研究104524生物質(zhì)制備燃料炭分析炭;700℃時(shí)的棉稈炭著(zhù)火溫度和燃盡溫度低于燒目前使用較多的燃料炭主要有兩種:一種是木烤炭,Ss值略小于燒烤炭;木屑炭和竹屑炭的著(zhù)火炭,主要用于生活燃料、冶金行業(yè)等;一種是燒烤炭,溫度和燃盡溫度均大于燒烤炭,S值小于燒烤炭主要用于食品行業(yè)如(火鍋店、燒烤店)。木炭和S值。燒烤炭的質(zhì)量標準見(jiàn)表4和表5。結合表2與表綜合考慮炭質(zhì)量和燃燒特性要求,3種生物質(zhì)4可看出,生物質(zhì)炭的灰分產(chǎn)率普遍高于木炭,僅有炭可用于生產(chǎn)燃料炭用作生活燃料,炭化溫度在炭化溫度在450-800℃時(shí)的木屑炭和炭化溫度在450-800℃之間的木屑炭和炭化溫度在450-600℃450~600℃時(shí)的竹屑炭能滿(mǎn)足質(zhì)量要求最低的闊葉的竹屑炭可用于對質(zhì)量要求高的冶金行業(yè)。雖然棉稈炭的高灰分產(chǎn)率達不到燒烤炭的要求,但遠低木炭的指標。若不考慮灰分產(chǎn)率,則炭化溫度高于于燈700℃的棉稈炭、炭化溫度高于550℃的木屑炭和于燒烤炭塊的要求,并且其優(yōu)異的燃燒特性使其成竹屑炭均能達到硬闊葉木炭質(zhì)量指標,且生物質(zhì)炭為一種良好的燒烤炭生產(chǎn)原料。因為在燒烤炭制無(wú)炭頭和雜物。由表2和表5可看出,炭化溫度高作時(shí),為改善燒烤炭的燃燒性能,需加入助燃劑,而于500℃的木屑炭和竹屑炭均能滿(mǎn)足燒烤炭的滿(mǎn)助燃劑大部分是不可燃成分,棉和炭?jì)?yōu)異的燃燒特足燒烤炭塊的質(zhì)量指標。這說(shuō)明,從質(zhì)量要求上性使其可少加甚至不加助燃劑,所以棉稈可用于制木屑和竹屑可用于生產(chǎn)可替代闊葉木炭使用的生作燒烤炭塊?？紤]炭產(chǎn)率的影響棉稈炭化制作燒物質(zhì)炭,且木屑適宜的炭化溫度為450-800℃,竹屑烤炭的最佳炭化溫度為500℃。為450-600℃;棉稈可用于生產(chǎn)對灰分產(chǎn)率要求不3結論高的生活用燃料炭;3種生物質(zhì)均可用于生產(chǎn)燒烤炭。1)生物質(zhì)炭產(chǎn)率隨著(zhù)炭化溫度的升高而減小表4木炭質(zhì)量指標炭產(chǎn)率在550-800℃時(shí)其炭產(chǎn)率趨于穩定。3種生Table 4 Quality standard of charcoal物質(zhì)中,棉稈的炭產(chǎn)率最高,在29%-37%之間,木水分灰分/固定碳屑和竹屑炭產(chǎn)率相近,在25%~33%之間項目炭頭、雜物2)隨著(zhù)炭化溫度的升高,生物質(zhì)炭的固定碳產(chǎn)硬闊葉木炭≤10率增加,揮發(fā)分產(chǎn)率減小。生物質(zhì)炭干基固定碳產(chǎn)闊葉木炭≤12≤50≥65率的增加速率和揮發(fā)分產(chǎn)率的減小速率在600松木炭≥65800℃時(shí)趨緩。表5燒烤炭和燒烤炭塊的質(zhì)量指標3)隨著(zhù)炭化溫度的升高,3種生物質(zhì)炭的發(fā)熱Table 5 Quality standard of barbecue charcoal and barbecue量均先增加后減小,但峰值溫度和大小不同。棉稈harcoal briquettes炭的峰值溫度為550℃且峰值最小,竹屑炭峰值溫水分!灰分/固定項目堆密度度為600℃,木屑炭為700℃,竹屑炭峰值略高于木%,d碳%,d屑炭。燒烤炭≤8%≤8%≥1304)隨著(zhù)炭化溫度的升高,生物質(zhì)炭的著(zhù)火溫度燒烤炭塊≤8%≤18%≥60%和燃盡溫度升高,其中棉稈炭的著(zhù)火溫度和燃盡溫燃燒性能是評價(jià)燃料炭?jì)?yōu)劣的重要指標,尤其度最小,且受炭化溫度的影響也最小。S值隨著(zhù)炭是燒烤炭,但目前尚無(wú)有關(guān)燃料炭燃燒性能方面的化溫度的升高迅速減小,棉稈炭的S值最大,綜合標準。本文選用農村家用的傳統窯燒木炭和市場(chǎng)燃燒性能最好。上的機制燒烤炭作為對照,以本文所制得的生物質(zhì)5)對比傳統木炭和燒烤炭的質(zhì)量和燃燒特性,炭是否能滿(mǎn)足燃料炭燃燒特性的要求。由表3可3種生物質(zhì)炭均可用于生產(chǎn)木炭的替代燃料炭,炭看出除800℃時(shí)的竹屑炭著(zhù)火溫度略高于木炭和化溫度在450°問(wèn)的士團和炭化溫度在800℃時(shí)的木屑炭S值略小于木炭外,其余生物質(zhì)450-60℃的更高的冶金行炭的著(zhù)火溫度、燃盡溫度和S均優(yōu)于木炭;500℃業(yè)。棉稈可CNMHG八、,⊥L實(shí)驗條件下和600℃時(shí)的棉稈炭各項燃燒特性指標優(yōu)于燒烤棉稈制作燒烤炭的最佳炭化溫度為500℃104太陽(yáng)能學(xué)報36卷2011,32(5):735-740[參考文獻][7] Lai Yanhua, Lu Mingxin, Ma Chunyuan, et al. Analysis[1]胡潤清,秦世平,樊京春,等.中國生物質(zhì)能路線(xiàn)圖研of influence factors on the pyrolysis process of the究[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2011,42-44biomass fuel porous bed under radiant heating[J].Acta[2]李水清,李?lèi)?ài)民,嚴建華,等生物質(zhì)廢棄物在回轉Energiae Solaris Sinica, 2011, 32(5): 735-740窯內熱解研究-1熱解條件對熱解產(chǎn)物分布的影響8]陳登宇,朱錫鋒生物質(zhì)熱反應機理與活化能確定方J.太陽(yáng)能學(xué)報,2000,21(4):33-340法L.干燥階段研究[J]燃料化學(xué)學(xué)報,2011,39(8):[2] Li Shuiqing, Li Aiming, Yan Jianhua, et al. Pyrolys580-584.of the biomass wastes pyrolysis in a rotary kiln I[8] Chen Dengyu, Zhu Xifeng. Thermal reaction mechanismInfluences of reaction conditions on pyrolysis productof biomass and determination of activation energy L.distribution[J. Acta Energiae Solaris Sinica, 2000,21Drying section[J]. Journal of Fuel and Technology(4):333403] Khalid Elyounss, Francois-Xavier Collard, Jean-ai[9]趙麗霞,陳冠益,陳占秀,等.生物質(zhì)玉米芯熱解動(dòng)力學(xué)實(shí)驗研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報,2011,32(32):Ngollo Mateke, et al. Improvement of charcoal yield by598-603two-step pyrolysis on eucalyptus wood[9 Zhao Lixia, Chen Guanyi, Chen Zhanxiu, et althermogravimetric study [J]. Fuel, 2012, 96:16[4] Chen Yingquan, Yang Haiping, Wang Xianhua, et al32):598603based pyrolytic polygeneration system on cotton[loj李海英,張書(shū)廷,趙新華,等城市污水污泥熱解溫talk pyrolysis: Influence of temperature[J].Bioresource度對產(chǎn)物分布的影響[J].太陽(yáng)能學(xué)報,2006,27(8Technology,2012,107:411-418835-84[5] De Jongh Willem A, Carrier Marion, Knoetze J H [10] Li Haiying, Zhang Shuting, Zhao Xinhua, et alsludgebiomass[J]. Joural of Analytical and Appliedon product distribution [J]. Acta Energiae SolarisPyrolysis,2011,92(1):184193.Sinica,2006,27(8):835-840.[6]彭錦星,陳冠益,王德芹,等.木質(zhì)材料熱解動(dòng)力學(xué)[1]葛仕福,趙培濤,李揚,等.污泥秸稈衍生固體燃及典型氣體產(chǎn)物分析[J].太陽(yáng)能學(xué)報,2011,32料燃燒特性[J].中國電機工程學(xué)報,2012,32(17)(12):1719-172474-82[6PengJinxing,ChenGuanyi,WangDeqin,etal.[11]GeShifu,ZhaoPeitao,LiYang,etal.combusTionKinetic and gaseous product analyses of wood pyrolysicharacteristics of sewage sludge-straw derived fuel [J[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2011, 32(12):Proceedings of the CSEE, 2012, 32(17): 74-821719-1724[12]CBT17664-199,木炭和木炭試驗方法[S][7]賴(lài)艷華,呂明新,馬春元,等.生物質(zhì)多孔燃料層輻13]EN1860-2:2005, Barbecue charcoal and barbecue射加熱熱解過(guò)程的影響因素分析[.太陽(yáng)能學(xué)報,charcoal briquettes- Requirements and test methods[S]中國煤化工CNMHG5期熊紹武等:生物質(zhì)制備燃料炭實(shí)驗研究1047STUDY ON BIOMASS CARBONIZATION FORFUEL CHARCOAL PREPARATIONXiong Shaowu, Zhang Shouyu, Wu Qiaomei, Guo Xi, Dong Aixia, Chen ChuanDepartment of Thermal Engineering, School of Energy and Power Engineering, Uniersity of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China)Abstract: The carbonizing process of cotton stalk, sawdust and bamboo were carried out in a tubular fixed bed, andthen the resulted bio chars were analyzed using an industrial analyzer, a fast calorimeter and a thermogravimetricanalyzer. The quality indexes of charcoal and barbecue charcoal are used to evaluate the quality of the biochars. Theignition temperature, the burnout temperature and the comprehensive combustion characteristic index(S)are used toevaluate the combustion characteristics of the bio-chars. The results indicated that as the carbonization temperaturencreased, the yield of the biochars and the yield of volatile in the bio-chars on dry basis decreased, the fixed carbonyield increased, but their changing rates decreased. The ignition temperature and burnout temperature increased and thevalue of S decreased with the increasing carbonization temperature. The combustion characteristic of bio-char obtainedfrom cotton stalk is the best compared with that of those from the sawdust and bamboo. Compared with the commercialcharcoal and barbecue charcoal it was found that the bio-chars from the sawdust and bamboo could be used to substitutefor charcoal, while the cotton stalk could be used to prepare barbecue charcoal and the optimal carbonization temperaturewas500℃Keywords: biomass; carbonization; bio-char; combustion characteristic; barbecue charcoal中國煤化工CNMHG