中药渣成型燃料的制备及其热分解特性研究

【作者】 陈夏； 张国峰； 黄芳； 刘晓烨； 米铁； 亓伟； 辛善志；

【机构】 江汉大学工业烟尘污染控制湖北省重点实验室； 湖北大学资源环境学院； 中国科学院广州能源研究所；

【摘要】 中药渣(HMW)作为一种生物质资源,可以通过热化学过程转化为生物质资源。本文以甘草废渣(LR)为原料,添加改性淀粉(MS)、硅酸钠(NS)和羧甲基纤维素(CMC)制备了成型燃料,评价了成型燃料的品质,并采用热重分析仪研究其热解与燃烧特性,并分别通过Flynn–Wall-Ozawa和Coats-Redfern模型对热解和燃烧反应动力学进行求解。结果表明:成型燃料的松弛密度、抗压强度、耐久性随粘结剂加入的比重呈正相关,2.0 wt.%的CMC成型燃料松弛密度、抗压强度及耐久性最好,分别为1.12 g/cm~3、3.32 MPa、98.5%。LR成型燃料的热值为14.93-19.06MJ/kg~3。成型燃料的热解主要分为脱水干燥、快速分解及半焦的二次碳化,而燃烧过程包括脱水干燥、挥发分析出与燃烧和焦炭燃烧阶段。成型燃料的热解平均活化能范围在134.53～209.71k J/mol,燃烧的活化能范围在108.15～148.93k J/mol。粘结剂的加入使得燃烧过程第二失重峰的峰值温度均向高温区域偏移,同时提高了成型燃料的着火温度和燃尽温度。其中,MS成型燃料的燃烧性能最好,其综合燃烧指数最大,达到10.68×107%2/(min2·℃~3)。以上结果表明LR成型燃料是一种潜在替代煤的固体燃料。更多还原