《典型生物质颗粒的安全性能分析综述》2200字

典型生物质颗粒的安全性能分析综述目录TOC\o"1-2"\h\u13627典型生物质颗粒的安全性能分析综述 1271991.1燃烧热 1119251.2自燃温度 1289561.2.1玉米秸秆粉的自燃温度 135531.2.2锯木屑的自燃温度 245371.2.3稻壳的自燃温度 287461.3引燃时间及热释放速率 2239661.3.1引燃时间 2253081.3.2热释放速率 3293121.4着火指数 3212301.5综合燃烧指数 4315561.6热危险指数 51.1燃烧热三种生物质颗粒的燃烧热如表2-7所示。燃烧热是物质与氧气完全燃烧时释放的热量，燃烧热越大，物质完全燃烧时产生的热量越多，物质本身具有的能量越高。稻壳的燃烧热最大，其次为锯木屑和玉米秸秆粉，因此相同质量条件下稻壳完全燃烧释放的热量最多。表2-7生物质的燃烧热Table2-7Combustionheatofthebiomass样品玉米秸秆粉锯木屑稻壳燃烧热（kJ/g）10.311.812.21.2自燃温度1.2.1玉米秸秆粉的自燃温度根据前文分析的热解特性参数，玉米秸秆粉挥发分析出的初始温度为170°C，实验中先设定恒温箱内腔环境温度为180°C。待炉体温度稳定后，将松散堆积的20g样品放入恒温箱内并将热电偶插入样品中心位置，随后启动空气压缩机供气，供气量为4.5L/min。根据图2-5的流程进行实验，当温度为180°C和190°C时，玉米秸秆粉未发生自燃，如图2-14(a)和2-14(b)所示；当温度为200°C时，样品温度迅速升高至400°C以上，如图2-14(c)所示，因此玉米秸秆粉在环境温度为200°C时发生自燃。综上，可以确定玉米秸秆粉的自燃温度在190~200°C之间。图中开始时温度突然大幅下降是由于打开箱门放入样品导致的，关门后恒温箱内温度迅速回升，而样品中心温度上升滞后的原因是样品具有一定的蓄热保温作用。1.2.2锯木屑的自燃温度锯木屑挥发分析出的初始温度为210°C，实验中先设定恒温箱内腔环境温度为210°C，待炉体温度稳定后，将松散堆积的12g样品放入恒温箱内并将热电偶插入样品中心位置，随后启动空气压缩机供气，供气量为4.5L/min。根据图2-5的流程进行实验，当温度为210°C时，锯木屑未发生自燃，如图2-15(a)所示；当温度为220°C时，样品温度迅速升高至400°C以上，如图2-15(b)所示，因此锯木屑在环境温度为220°C时发生自燃。综上，可以确定锯木屑的自燃温度在210~220°C之间。1.2.3稻壳的自燃温度稻壳挥发分析出的初始温度为190°C，实验中先设定恒温箱内腔环境温度为200°C，待炉体温度稳定后，将松散堆积的20g样品放入恒温箱内并将热电偶插入样品中心位置，随后启动空气压缩机供气，供气量为4.5L/min。根据图2-5的流程进行实验，当温度为200°C时，稻壳未发生自燃，如图2-16(a)所示；当温度为210°C时，样品温度迅速升高至400°C以上，如图2-16(b)所示，因此稻壳在环境温度为210°C时发生自燃。综上，可以确定稻壳的自燃温度在200~210°C之间。1.3引燃时间及热释放速率1.3.1引燃时间引燃时间定义为从热辐射开始到出现连续气体火焰的时间。生物质颗粒的引燃时间如表2-8所示，玉米秸秆粉中纤维素和半纤维素的含量较高，而纤维素和半纤维素的引燃时间较短，因此在相同热辐射下，玉米秸秆粉的引燃时间最短，其次是锯木屑和稻壳。生物质颗粒的引燃时间随热辐射的增加而减小，原因是热辐射增大使燃烧加剧，引燃时间缩短。表2-8生物质的引燃时间Table2-8Ignitiontimeofthebiomass生物质热辐射（kW）引燃时间（s）玉米秸秆粉305404502602锯木屑309404503602稻壳30114065036031.3.2热释放速率生物质颗粒在不同热辐射下热释放速率（HRR）随时间的变化曲线如图2-17所示。HRR反映了燃烧的产热速率，HRR越大，传递到材料表面的热量越多，热分解速率加快，燃烧越剧烈。锯木屑的挥发分含量较高，在相同热辐射下，锯木屑的峰值热释放速率最大，燃烧较剧烈，其次为稻壳和玉米秸秆粉。随着热辐射的增大，生物质颗粒吸收的辐射量增加，更多生物质颗粒被燃烧，释放的热量增多，HRR增大。1.4着火指数着火指数可用于分析可燃物的着火性能，通过下式计算ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Xie</Author><Year>2018</Year><RecNum>330</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[70]</style></DisplayText><record><rec-number>330</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610456441">330</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>XieCD</author><author>LiuJY</author><author>ZhangXC</author><author>XieWM</author><author>SunJ</author><author>ChangKL</author><author>KuoJH</author><author>XieWH</author><author>LiuC</author><author>SunSY</author><author>BuyukadaM</author><author>EvrendilekF</author></authors></contributors><auth-address>SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,InstituteofEnvironmental-HealthandPollutionControl,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China;;InstituteofEnvironmentalEngineering,NationalSunYat-SenUniversity,Kaohsiung80424,Taiwan;;DepartmentofEnvironmentalEngineering,AbantIzzetBaysalUniversity,Bolu14052,Turkey</auth-address><titles><title>Co-combustionthermalconversioncharacteristicsoftextiledyeingsludgeandpomelopeelusingTGAandartificialneuralnetworks</title><secondary-title>AppliedEnergy</secondary-title></titles><periodical><full-title>AppliedEnergy</full-title></periodical><pages>786-795</pages><volume>212</volume><keywords><keyword>Oxy-fuelcombustion</keyword><keyword>Textiledyeingsludge</keyword><keyword>Pomelopeel</keyword><keyword>Thermogravimetricanalysis</keyword><keyword>Artificialneuralnetworks</keyword><keyword>Principalcomponentanalysis</keyword></keywords><dates><year>2018</year></dates><isbn>0306-2619</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[70]： (2-1)式中，为着火指数，%/min3；为最大失重速率，%/min；为引燃时间，min；为对应的时间，min。生物质颗粒的着火指数如表2-9所示。在不同升温速率下，锯木屑的着火指数最高，说明的着火性能好，更容易发生火灾。在生物质颗粒的堆积存储过程中，要注意堆垛内部的温度变化，通过加强通风等措施促进散热。表2-9生物质的着火指数Table2-9Ignitionindexofthebiomass生物质升温速率(°C/min)rmax(%/min)ti(min)tmax(min)Ci(%/min3)玉米秸秆粉53.520.083348.60.87107.570.066725.64.431510.510.033317.318.242013.690.033313.330.91锯木屑58.540.1554.61.041016.250.066728.68.521523.940.0519.524.552029.320.033314.959.09稻壳52.640.183348.20.3105.50.127.61.99158.540.0517.39.872011.050.0512.917.131.5综合燃烧指数综合燃烧指数体现了可燃物的着火、燃尽等综合特性，通过下式计算ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Xie</Author><Year>2018</Year><RecNum>330</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[70]</style></DisplayText><record><rec-number>330</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610456441">330</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>XieCD</author><author>LiuJY</author><author>ZhangXC</author><author>XieWM</author><author>SunJ</author><author>ChangKL</author><author>KuoJH</author><author>XieWH</author><author>LiuC</author><author>SunSY</author><author>BuyukadaM</author><author>EvrendilekF</author></authors></contributors><auth-address>SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,InstituteofEnvironmental-HealthandPollutionControl,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China;;InstituteofEnvironmentalEngineering,NationalSunYat-SenUniversity,Kaohsiung80424,Taiwan;;DepartmentofEnvironmentalEngineering,AbantIzzetBaysalUniversity,Bolu14052,Turkey</auth-address><titles><title>Co-combustionthermalconversioncharacteristicsoftextiledyeingsludgeandpomelopeelusingTGAandartificialneuralnetworks</title><secondary-title>AppliedEnergy</secondary-title></titles><periodical><full-title>AppliedEnergy</full-title></periodical><pages>786-795</pages><volume>212</volume><keywords><keyword>Oxy-fuelcombustion</keyword><keyword>Textiledyeingsludge</keyword><keyword>Pomelopeel</keyword><keyword>Thermogravimetricanalysis</keyword><keyword>Artificialneuralnetworks</keyword><keyword>Principalcomponentanalysis</keyword></keywords><dates><year>2018</year></dates><isbn>0306-2619</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[70]： (2-2)式中，为综合燃烧指数，%2/(min2•°C3)；为最大失重速率，%/min；为平均失重速率，%/min；为着火温度，°C；为燃尽温度，°C。生物质颗粒的综合燃烧指数如表2-10所示。在不同升温速率下，锯木屑的综合燃烧指数最大，说明锯木屑的燃烧性能最好。锯木屑的值较小，失重速率较大，说明其燃烧区域更集中，原因是锯木屑的挥发分含量更高ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>X</Author><Year>2020</Year><RecNum>394</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[71]</style></DisplayText><record><rec-number>394</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610501911">394</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>TianX</author><author>WeiRC</author><author>WangZ</author><author>WangJ</author></authors></contributors><titles><title>Comparativeanalysisofthermaloxidativedecompositionandfirecharacteristicsfordifferentstrawpowdersviathermogravimetryandconecalorimetry</title><secondary-title>ProcessSafetyandEnvironmentalProtection</secondary-title></titles><periodical><full-title>ProcessSafetyandEnvironmentalProtection</full-title></periodical><pages>121-130</pages><volume>134</volume><section>121</section><dates><year>2020</year></dates><isbn>09575820</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1016/j.psep.2019.11.028</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[71]。虽然锯木屑的自燃温度和着火温度较高，相对难自燃和点燃，但其一旦被引燃，将会迅速燃烧并燃尽，因此要合理设计锯木屑堆垛，以免发生火灾时造成更大危害。表2-10生物质的综合燃烧指数Table2-10Comprehensivecombustibilityindexofthebiomass生物质升温速率(°C/min)rmax(%/min)rmean(%/min)Ti(°C)Tf(°C)C×107(%2min-2°C-3)玉米秸秆粉53.521.262365151.55107.572.622485176.241510.513.9825052512.752013.695.324952822.16锯木屑58.541.982854644.491016.253.7629748514.281523.945.5230149329.592029.327.2130550245.27稻壳52.641.772434551.74105.53.362544795.98158.544.8725849112.732011.056.1926051119.81.6热危险指数根据热危险指数评价可燃物的火灾风险，其定义如式，表2-11为评价标准ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Petrella</Author><Year>1994</Year><RecNum>383</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[72]</style></DisplayText><record><rec-number>383</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wtpaefesfdx0jevre3peadydp0ww0pe22de"timestamp="1610456441">383</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>PetrellaRV</author></authors></contributors><auth-address>FlamconAssociates3712HillgroveCourtMidland,MI48642</auth-address><titles><title>TheAssessmentofFull-ScaleFireHazardsfromConeCalorimeterData</title><secondary-title>JournalofFireSciences</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofFireSciences</full-title></periodical><pages>14-43</pages><volume>12</volume><number>1</number><dates><year>1994</year></dates><isbn>0734-9041</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[72]： (2-3)式中，为热危险指数，kW/(m2•min)；为峰值热释放速率，kW/m2；为引燃时间，min。表2-11评价标准ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>V</Author><Year>1994</Year><RecNum>383</RecNum><DisplayText><styleface="s