秸秆的自加热及自燃特性研究

朱烨璇, 盛昌栋

(东南大学 能源与环境学院,江苏 南京 210096)

生物质作为可再生资源,在国内外被广泛利用于燃烧发电。生物质生产具有季节性、区域性,且能量密度低,而电厂利用生物质的量很大,因此大量燃料的收集、储存运输及处理是生物质燃烧利用的重要技术环节。但生物质亲水性强,氧和挥发分含量高,且燃点较低,在大规模储存、运输及制粉过程中时常发生自燃[1-3]。欧美一些国家对生物质热安全进行了大量研究[4-5],发现生物质堆积储存时由开始生热到发生自燃,会出现堆内温度逐渐升高的自加热,该过程涉及多种放热过程,主要包括物理过程、微生物过程和化学过程[6]。其中,微生物活动和化学氧化至关重要。微生物活动导致的温度升高主要在0～70 ℃[6]；化学氧化放热则发生在相对较高的温度,当生物质的温度达到80～90 ℃以上[7],此后的氧化放热足以加热生物质并驱动其快速的热解、氧化反应直至自燃[8]。制粉过程的自燃则是由于制粉系统温度较高,生物质粉末发生热解、氧化放热所致。目前,我国生物质发电厂大量燃用秸秆等草本生物质,这类燃料的自加热及自燃问题较为突出,我国虽已对该问题开展了一些研究[9-11],但研究内容还不系统,尚未建立相应的防范监测体系,而国外较多的研究则主要针对木质燃料,关于草本生物质燃料的公开报道较少。因此,本研究以我国3种主要农作物秸秆(稻草、麦秸和玉米秸秆)为对象,采用杜瓦瓶自加热装置对3种秸秆在室温下储存时的自加热过程进行研究,考察含水量对自加热过程的影响并比较3种秸秆的自加热特性；……