粒徑和氧濃度對煙梗燃燒產物析出特性的影響

龔德鴻， 戴 敏

（貴州大學 電氣工程學院， 貴州 貴陽 550025）

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化石燃料使用所帶來的環境污染和溫室效應問題促使有關可再生能源技術的研究不斷深入，生物質作為一種清潔的可再生能源，是化石燃料的替代能源之一[1]，[2]。煙梗是煙草生產過程中的副產品，屬于生物質范疇。 據統計，全世界每年約產生200 萬t 煙梗，煙梗中交換性鉀、鈣和速效磷的含量較高，可應用于多個領域，如作為土壤添加劑或生產農藥的原材料[3]，[4]。利用熱化學轉化法可實現煙梗的能源化利用，但是，包括煙梗在內的生物質在干燥、成型、熱化學轉化的過程中均會產生揮發性有機化合物（VOCs）[5]，[6]。

VOCs 是形成光化學煙霧和二次有機氣溶膠的重要前體物，可對生態環境和人體造成嚴重危害，因此，控制生物質燃燒所造成的VOCs 排放已經成為一個研究熱點[7]。 Polat 分析了煙梗在氮氣氣氛下的熱解行為， 認為揮發分主要包括CO2，CH4，H2O，甲醛和丙醛[8]。 吳昌達對 5 種生物質成型燃料在鍋爐中燃燒時的VOCs 排放特性進行了研究，研究結果表明，VOCs 的排放濃度與爐膛負荷和溫度呈負相關，且排放的VOCs 中，烯烴占比最大，其次是烷烴和芳香烴[9]。李興華通過罐采樣-GC/MS 和DNPH 衍生-HPLC 聯用的方法采集并分析了5 種民用生物質燃料燃燒排放煙氣中的VOCs，分析結果表明，排放的VOCs 中，芳香烴和醛類的占比最大，均在25%以上[10]。

目前， 有關煙梗燃燒時VOCs 析出特性的研究，鮮有報道。因此，本文采用熱重-質譜（TG-MS）聯用技術研究了煙梗在不同粒徑和氧氣濃度條件下燃燒時的VOCs 析出特性， 為減少煙梗燃燒時的VOCs 排放量提供了理論依據。……