0、引 言
生物質型煤是將可再生的生物質與不可再生的煤炭相結合的新型型煤技術，是潔凈煤技術燃前處理技術中的重要組成部分，生物質型煤作為生物質和煤利用的有效途徑，許多國家對其進行了大量的研究，如日本等國、國內的清華大學等分別對高壓力成型設備、黏結劑和燃燒特性等進行了不同程度的研究．本文主要采用熱重實驗，通過計算燃燒特性指數，對河南理工大學新開發的純生物質黏結劑型煤的著火，穩定燃燒和燃盡特性進行了分析．
1、實驗部分
1.1 實驗樣品
本實驗采用的煤種為平頂山(1)煙煤(Yl)、陜西神木(2)煙煤(Y2)、山西(3)煙煤(Y3)、焦作(4)無煙煤(Y4)．黏結劑為河南理工大學開發的小麥秸稈生物質黏結劑．原煤和型煤煤質特征分別見表1和表2．表2中X1—X4分別表示平頂山型煤(Xl)、陜西神木型煤(X2)、山西型煤(X3)和焦作型煤(X4)．
1.2熱重分析及實驗條件
熱重分析為美國TA公司生產的SDTQ600熱分析儀，實驗氣氛為空氣，樣品為(8.5±0.5)mg，氣體流量為100 mL/min，實驗從室溫開始，升溫速率為20℃／min，終溫為1000℃，2結果與討論
2.1著火特性
著火特性反映了燃料著火的難易程度．著火溫度低，著火容易；反之，著火困難．本文在型煤燃燒特性研究中采用煤樣分析基，著火指數按式(1)E141計算：
由式(1)可知，揮發分越高，最大失重速率越大，著火指數Zi越大；著火溫度越高，著火指數越小，因此，著火指數越大，著火越容易．
樣品著火特性參數見第59頁表3．型煤與原煤著火指數關系見第59頁圖1．
從表3可以看出，隨著揮發分含量的降低，原煤和型煤的著火溫度升高，型煤與原煤相比，著火溫度都明顯降低，從圖1可以看出，生物質型煤著火指數大于原煤的著火指數，著火性能明顯提高．原煤著火指數隨揮發分含量的降低而減小，型煤中陜西神木型煤的著火指數最大，著火性能最好，其原因是陜西神木型煤與平頂山型煤相比，灰分含量低，與山西東田良型煤相比，揮發分含量高，因此燃燒時DTGm，最大，著火指數最大，著火性能最好，其余三種型煤著火性能也隨揮發分含量的降低而降低，富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型燃料，生物質成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
2.2穩定燃燒特性
型煤的燃燒實驗發現，盡管某些型煤投入爐內后煤層表面能著火，但常出現斷火現象，使煤層不能穩定燃燒，因此，衡量燃料燃燒特性的優劣，僅有好的著火性能是不夠的．在熱重分析中發現，不同型煤著火時間及著火后達到最大失重速率的時間也不同，由此造成最大失重速率與著火之間的時間差也不相同，失重速率越大，型煤燃燒速率越快，單位時間內釋放的熱量越多，越有利于型煤的穩定燃燒；最大失重速率與著火之間的時間差越短，越容易達到最快燃燒速率，使型煤快速穩定燃燒．因此，以最大失重速率和其與著火溫度之間時間差為主要依據，按式評價燃料的穩定燃燒特性：式中：△r為微分熱重曲線上失重率達最大時的時間與第二著火溫度對應時間(T2)的時間差，mm．
由式2可知，時間差△r越短，穩定燃燒指數越大，穩定燃燒性能越好；反之越差．型煤與原煤穩定燃燒指數關系見圖2．從圖2可以看出，生物質型煤的穩定燃燒特性優于相應的原煤，且隨揮發分含量的降低而減小，樣品的穩定燃燒特性參數見表4．從表4可以看出，平頂山型煤的△r小于平頂山原煤，焦作型煤的AT大于焦作原煤，其余兩種型煤的Ar與相應的原煤相差不大，因此，影響型煤穩定燃燒特性優于相應的原煤的主要因素并不是Ar的減小，而是生物質黏結劑加入后，型煤揮發分含量的增加．
2.3燃盡特性
燃盡特性是評價燃料燃燒性能的一個重要指標，它與燃燒效率有著密切的關系，燃燒速度大，燃盡時間短，燃燒效率就高；反之燃燒效率差．本文以燃料燃燒過程中的特征時間和最大失重速率為依據，按文獻中公式計算，評價型煤燃盡特性指數：時間．niin; Tl/2 -后期燃盡時間，即燃料著火至可燃物燃盡50%的時間，min；Tp——最大失重時間，即燃料著火至最大失重率時的時間，min；DTG——燃燒最大失重率，%／min.
由式(3)可知，燃盡特性指數越大，燃盡特性越差，
樣品的燃盡特性參數見表5，型煤與原煤燃盡指數關系見圖3．從表5看出，平頂山型煤、陜西神木型煤、山西東田良型煤與相應的原煤相比，T1/2和Tp明顯降低；從圖3看出，生物質型煤的燃盡性能低于相應的原煤（陜西神木原煤除外）．其原因是生物質型煤與相應的原煤相比，揮發分含鼉增加，著火溫度降低，TU2和T,減小，但生物質型煤的灰分含量高，從燃料著火至開始恒重的放熱時間短，最大失重率小，故燃盡指數低于原煤，如果生物質型煤灰分和揮發分含量適當，生物質型煤的燃盡性能會優于原煤，如陜西神木型煤．焦作原煤的燃盡指數最小，而其型煤的燃盡指數最大，其原因是焦作原煤是無煙煤，發熱量較高，一旦著火會很快燃盡，當加入生物質制得型煤后，生物質著火溫度低，原煤著火溫度較高，雖加入的生物質有助于原煤的著火，但焦作型煤的T1和T1/2持續時間較長，故焦作型煤的燃盡指數很大，燃盡性能最差．
3、結 論
1)灰分和揮發分含量是影響生物質型煤燃燒特性的主要因素．
2)生物質型煤著火、穩定燃燒特性優于相應的原煤，其燃盡特性可以通過調整原煤灰分得到改善．
生物質型煤是將可再生的生物質與不可再生的煤炭相結合的新型型煤技術，是潔凈煤技術燃前處理技術中的重要組成部分，生物質型煤作為生物質和煤利用的有效途徑，許多國家對其進行了大量的研究，如日本等國、國內的清華大學等分別對高壓力成型設備、黏結劑和燃燒特性等進行了不同程度的研究．本文主要采用熱重實驗，通過計算燃燒特性指數，對河南理工大學新開發的純生物質黏結劑型煤的著火，穩定燃燒和燃盡特性進行了分析．
1、實驗部分
1.1 實驗樣品
本實驗采用的煤種為平頂山(1)煙煤(Yl)、陜西神木(2)煙煤(Y2)、山西(3)煙煤(Y3)、焦作(4)無煙煤(Y4)．黏結劑為河南理工大學開發的小麥秸稈生物質黏結劑．原煤和型煤煤質特征分別見表1和表2．表2中X1—X4分別表示平頂山型煤(Xl)、陜西神木型煤(X2)、山西型煤(X3)和焦作型煤(X4)．
1.2熱重分析及實驗條件
熱重分析為美國TA公司生產的SDTQ600熱分析儀，實驗氣氛為空氣，樣品為(8.5±0.5)mg，氣體流量為100 mL/min，實驗從室溫開始，升溫速率為20℃／min，終溫為1000℃，2結果與討論
2.1著火特性
著火特性反映了燃料著火的難易程度．著火溫度低，著火容易；反之，著火困難．本文在型煤燃燒特性研究中采用煤樣分析基，著火指數按式(1)E141計算：
由式(1)可知，揮發分越高，最大失重速率越大，著火指數Zi越大；著火溫度越高，著火指數越小，因此，著火指數越大，著火越容易．
樣品著火特性參數見第59頁表3．型煤與原煤著火指數關系見第59頁圖1．
從表3可以看出，隨著揮發分含量的降低，原煤和型煤的著火溫度升高，型煤與原煤相比，著火溫度都明顯降低，從圖1可以看出，生物質型煤著火指數大于原煤的著火指數，著火性能明顯提高．原煤著火指數隨揮發分含量的降低而減小，型煤中陜西神木型煤的著火指數最大，著火性能最好，其原因是陜西神木型煤與平頂山型煤相比，灰分含量低，與山西東田良型煤相比，揮發分含量高，因此燃燒時DTGm，最大，著火指數最大，著火性能最好，其余三種型煤著火性能也隨揮發分含量的降低而降低，富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型燃料，生物質成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
2.2穩定燃燒特性
型煤的燃燒實驗發現，盡管某些型煤投入爐內后煤層表面能著火，但常出現斷火現象，使煤層不能穩定燃燒，因此，衡量燃料燃燒特性的優劣，僅有好的著火性能是不夠的．在熱重分析中發現，不同型煤著火時間及著火后達到最大失重速率的時間也不同，由此造成最大失重速率與著火之間的時間差也不相同，失重速率越大，型煤燃燒速率越快，單位時間內釋放的熱量越多，越有利于型煤的穩定燃燒；最大失重速率與著火之間的時間差越短，越容易達到最快燃燒速率，使型煤快速穩定燃燒．因此，以最大失重速率和其與著火溫度之間時間差為主要依據，按式評價燃料的穩定燃燒特性：式中：△r為微分熱重曲線上失重率達最大時的時間與第二著火溫度對應時間(T2)的時間差，mm．
由式2可知，時間差△r越短，穩定燃燒指數越大，穩定燃燒性能越好；反之越差．型煤與原煤穩定燃燒指數關系見圖2．從圖2可以看出，生物質型煤的穩定燃燒特性優于相應的原煤，且隨揮發分含量的降低而減小，樣品的穩定燃燒特性參數見表4．從表4可以看出，平頂山型煤的△r小于平頂山原煤，焦作型煤的AT大于焦作原煤，其余兩種型煤的Ar與相應的原煤相差不大，因此，影響型煤穩定燃燒特性優于相應的原煤的主要因素并不是Ar的減小，而是生物質黏結劑加入后，型煤揮發分含量的增加．
2.3燃盡特性
燃盡特性是評價燃料燃燒性能的一個重要指標，它與燃燒效率有著密切的關系，燃燒速度大，燃盡時間短，燃燒效率就高；反之燃燒效率差．本文以燃料燃燒過程中的特征時間和最大失重速率為依據，按文獻中公式計算，評價型煤燃盡特性指數：時間．niin; Tl/2 -后期燃盡時間，即燃料著火至可燃物燃盡50%的時間，min；Tp——最大失重時間，即燃料著火至最大失重率時的時間，min；DTG——燃燒最大失重率，%／min.
由式(3)可知，燃盡特性指數越大，燃盡特性越差，
樣品的燃盡特性參數見表5，型煤與原煤燃盡指數關系見圖3．從表5看出，平頂山型煤、陜西神木型煤、山西東田良型煤與相應的原煤相比，T1/2和Tp明顯降低；從圖3看出，生物質型煤的燃盡性能低于相應的原煤（陜西神木原煤除外）．其原因是生物質型煤與相應的原煤相比，揮發分含鼉增加，著火溫度降低，TU2和T,減小，但生物質型煤的灰分含量高，從燃料著火至開始恒重的放熱時間短，最大失重率小，故燃盡指數低于原煤，如果生物質型煤灰分和揮發分含量適當，生物質型煤的燃盡性能會優于原煤，如陜西神木型煤．焦作原煤的燃盡指數最小，而其型煤的燃盡指數最大，其原因是焦作原煤是無煙煤，發熱量較高，一旦著火會很快燃盡，當加入生物質制得型煤后，生物質著火溫度低，原煤著火溫度較高，雖加入的生物質有助于原煤的著火，但焦作型煤的T1和T1/2持續時間較長，故焦作型煤的燃盡指數很大，燃盡性能最差．
3、結 論
1)灰分和揮發分含量是影響生物質型煤燃燒特性的主要因素．
2)生物質型煤著火、穩定燃燒特性優于相應的原煤，其燃盡特性可以通過調整原煤灰分得到改善．
