生物質(zhì)顆粒堆垛內(nèi)自維持陰燃反應(yīng)探析綜述2200字

燃反應(yīng)的峰值溫度通常在500~700°C左右，其平均燃燒熱為6~12kJ/g;有焰燃燒的峰值溫度在1500~1800°C左右，平均燃燒熱為16~30約低兩個數(shù)量級[11]。燃。當(dāng)兩者方向相同時為正向陰燃，方向相反時為反向陰燃14]。根據(jù)陰燃的空樣品進(jìn)行了幾十克范圍內(nèi)的自熱實驗，研究了顆粒大小、含水率、材料壓實度、加熱速度和儲存幾何形狀對陰燃開始和發(fā)展的影響，結(jié)果表明松樹皮在190~240°C內(nèi)觸發(fā)自熱行為。Reinl201研究了含水率對泥炭陰燃過程的影響，結(jié)果表明含水率較低時生物質(zhì)陰燃會產(chǎn)生更廣泛的熱解前沿，而在高含水率條件下陰燃反應(yīng)可能會熄滅。何芳[2通過陰燃實驗的方法研究了生物質(zhì)內(nèi)部的燃燒特性，考察了物料種類、含水率、孔隙尺寸對燃燒溫度、干燥前沿及炭氧化前沿的移動速度、裂紋和氣體成分等的影響，發(fā)現(xiàn)物料內(nèi)最高溫度隨燃料種類、孔隙尺寸略有變化，幾乎不隨含水率變化。許多學(xué)者對陰燃傳播過程開展了相關(guān)研究，主要研究不同因素對陰燃傳播規(guī)律及傳播速度的影響。Hel22]為了驗證一維生物質(zhì)陰燃燃燒模型的有效性，通過實驗研究了燃料類型、含水率和粒度對生物質(zhì)粉末自然向下陰燃的影響，發(fā)現(xiàn)炭氧化前沿的傳播速度受碳密度和灰分含量的影響較大，幾乎不受含水量和粒徑的影響。Chen123通過建立一個陰燃向下蔓延通過一根有機土柱的數(shù)值模型，研究發(fā)現(xiàn)影響有機土壤自維持陰燃的主要因素是水分含量、無機物含量、堆積密度和陰燃熱。Smuckerl24]為確定密度和燃料濃度對纖維素和半纖維素混合物陰燃特性的影響，測量了不同密度和不同比例纖維素樣品的向下陰燃傳播速度和水平陰燃傳播速度，發(fā)現(xiàn)在一定的堆積密度下，陰燃傳播速度隨著纖維素含量的降低而增加。Qil25]為獲得煤的陰燃特性，進(jìn)行了不同風(fēng)量下豎直正向陰燃和反向陰燃實驗，并對陰燃燃燒過程、速度和溫度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明正向陰燃和反向陰燃的燃燒過程雖然有顯著差異，但陰燃速度相同，均隨空氣流量單調(diào)增加，空氣流量越大，耗氧率越高。一些學(xué)者對陰燃過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。賈寶山261建立了聚氨酯泡沫陰燃反應(yīng)的二維兩相流數(shù)學(xué)模型，預(yù)測了固相溫度和固相成分(聚氨酯泡沫、焦炭和灰分)的變化情況，得到了陰燃平均傳播速度和平均最高溫度，研究了入口空氣流速和燃料性能(導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、密度和孔徑)對陰燃傳播的影響，結(jié)果表明隨著進(jìn)氣速度的增加，陰燃速度和陰燃溫度大致呈線性增加，燃料密度是決定陰燃傳播最重要的因素。Zanonil271通過一個一維數(shù)值瀝青污染砂土的情況，量化了陰燃過程中化學(xué)反應(yīng)和傳熱過程在空間和時間上的復(fù)雜相互作用，證實了局部能量平衡在反應(yīng)熄滅時變?yōu)樨?fù)值，而全局能量平衡在較早時變?yōu)樨?fù)值。Rostamil281建立了煙絲自然陰燃的瞬態(tài)二維模型，模型中假設(shè)氣相和固相溫度不同，通過相間熱交換相互作用，對不同工況和邊界條件下的陰燃過程進(jìn)行模擬，研究了燃料密度的變化、焦炭的形成和氧化、陰燃速度和陰燃溫度分布等，發(fā)現(xiàn)陰燃過程主要是由氧氣向燃燒區(qū)的擴散控制的，紙的滲透性對燃燒過程的發(fā)展和維持影響很大。Costal291建立了一維水平半無限長原木穩(wěn)態(tài)自然陰燃的數(shù)學(xué)模型，研究了干燥、熱解和焦炭氧化三個過程，得到了陰燃速率、陰燃溫度分布以及干燥、熱解和陰燃前沿的位置，考察了含水率、原木直徑、熱解溫度、焦炭氧化熱、熱解熱、孔隙率、焦炭密度等參數(shù)變化對陰燃的影響，發(fā)現(xiàn)在固定的燃燒速率下，陰燃溫度隨著含水率的增大或原木直徑的減小而降低。目前大多數(shù)的研究是針對固體、粉末和泡沫等含有少量或無連續(xù)孔隙的材料，而粗糙的顆粒狀材料、木屑等具有內(nèi)部孔隙通道的材料被研究的較少[12]。堆積密度、通風(fēng)量等因素對易自發(fā)熱生物