有機(jī)工業(yè)垃圾與褐煤共熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究

牟航宇，葛偉，王彥成，柴磊，劉強(qiáng)，劉虎，車得福

(1.福建華電永安發(fā)電有限公司，福建 永安 366013；2.華電電力科學(xué)研究院有限公司，杭州 310030； 3.西安交通大學(xué)動(dòng)力工程多相流國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710049)

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，有機(jī)工業(yè)垃圾日益增加，如鞋業(yè)、針織和服飾等企業(yè)在加工中產(chǎn)生的邊角料、包裝廢棄物、廢棄塑料、樹脂和橡膠等。相比于傳統(tǒng)的城市生活垃圾，這部分垃圾含水率較低、熱值較高，但是在短時(shí)間內(nèi)難以降解、對(duì)環(huán)境污染較大[1]。焚燒法作為熱處理法的其中之一，雖然可以在較大程度上實(shí)現(xiàn)有機(jī)工業(yè)垃圾減容，但是焚燒過程中產(chǎn)生的HCl氣體，不僅會(huì)引起鍋爐金屬受熱面的腐蝕結(jié)渣，同時(shí)還會(huì)影響煙氣中生成的二噁英含量，此外焚燒后的飛灰中含有的重金屬含量對(duì)環(huán)境的危害同樣不能忽略。

相比較焚燒處理，熱解是一種對(duì)環(huán)境更為友好的處理方式。熱解[2]是一種復(fù)雜的固體廢棄物處理技術(shù)，在無氧或低氧條件下將有機(jī)廢物高溫加熱裂解為低分子化合物，如CH4、H2、CO、焦油、甲醇、焦炭等的方法。對(duì)于熱解爐，熱解室溫度通常為400～700 ℃，由于熱解溫度較焚燒溫度低很多，因而在一定程度上能夠抑制重金屬以及二噁英等有機(jī)物的生成。XU[3]等人研究了低密度聚乙烯(LDPE)，聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)三種塑料的熱解行為，結(jié)果表明，升溫速率提高會(huì)導(dǎo)致熱解的初始溫度、結(jié)束溫度和峰值溫度向高溫方向移動(dòng)，LDPE和PP的主要產(chǎn)物是烷烴和烯烴，PVC的主要產(chǎn)物是氯化氫、烯烴和少量芳香族化合物。然而，垃圾中含有大量的橡膠和塑料將會(huì)在高溫過程形成粘性熔體，最終造成熱解反應(yīng)器嚴(yán)重結(jié)塊和進(jìn)料系統(tǒng)堵塞，進(jìn)而影響熱解效率和產(chǎn)率。

為解決粘性塑料相關(guān)的問題，有學(xué)者提出在煤熱解過程中加入一定量的垃圾，可以提高焦炭產(chǎn)量和焦油質(zhì)量。劉成等[4]人通過熱重紅外分析儀RDF與褐煤在不同質(zhì)量比條件下的共熱解特性，研究發(fā)現(xiàn) RDF與褐煤在共熱解過程存在協(xié)同作用，共熱解過程中RDF中的H元素將會(huì)轉(zhuǎn)移到褐煤中，并且RDF的微量元素及堿金屬元素對(duì)褐煤具有催化作用。楊寧寧等[5]人利用賀斯格烏拉褐煤與聚乙烯(LDPE)、聚酯(PET)進(jìn)行共熱解，結(jié)果表明，當(dāng)塑料添加量為20%時(shí)，塑料與煤的協(xié)同作用最為明顯，更多縮合成半焦的大分子與塑料熱解產(chǎn)生的熱解自由基結(jié)合生成更多焦油。綜合以上研究，目前垃圾與煤的共熱解研究主要集中在生活垃圾與煤的熱解、塑料與煤的熱解，而有機(jī)工業(yè)垃圾與煤的共熱解研究較少，橡膠熱裂解得到的炭黑再與其它有機(jī)工業(yè)垃圾、煤混合進(jìn)行共熱解的研究則更少。

本文在上述基礎(chǔ)上，首先在升溫速率20 ℃/min條件下探究了有機(jī)工業(yè)垃圾和褐煤在不同摻混比條件下的共熱解特性，之后研究了兩種不同的垃圾燃料(ISW-1，ISW-2)分別與褐煤按質(zhì)量比3∶7混合得到的燃料在升溫速率10 ℃/min，20 ℃/min，30 ℃/min的熱解特性，最后并選用KAS和FWO方法計(jì)算熱解過程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

1 實(shí)驗(yàn)過程

1.1 樣品制備及分析

由于有機(jī)工業(yè)垃圾的組成成分較為復(fù)雜，本研究模擬有機(jī)工業(yè)垃圾的主要成分：織物、竹木、塑料、再生炭黑，其中再生炭黑是廢舊輪胎熱裂解得到的產(chǎn)物?？椢镏兄饕ɑw布料、棉布，塑料中的成分包括聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-醋酸乙烯蠟共聚物(EVA)、海綿和高泡棉，雖然兩種垃圾中的總的塑料成分質(zhì)量占比接近，但是在塑料成分的分項(xiàng)比例中，對(duì)比ISW1和ISW2，ISW-1含有更高比例的高泡棉， ISW-2含有較高比例的PVC。此外，ISW-2中含有更高比例的再生炭黑(10%)，兩種垃圾燃料各組分的比例如表 1所示。在實(shí)驗(yàn)開始之前，以上有機(jī)工業(yè)垃圾可燃物成分由于硬度較低，可利用液氮粉碎機(jī)多次粉碎直至粒徑小于1 mm，褐煤則利用小型磨煤機(jī)磨至顆粒粒徑在0.3 mm左右，之后將垃圾粉碎產(chǎn)物(ISW1和ISW2)與褐煤分別按質(zhì)量比(2∶8，3∶7，4∶6，5∶5)混合均勻，其中ISW-1，ISW-2分別與褐煤按質(zhì)量比3∶7混合得到的燃料為ISW1-Coal和ISW2-Coal，最后將不同比例的混合燃料放入至105 ℃的烘箱中烘至12 h之后作為備用實(shí)驗(yàn)樣品。ISW各組分比例分配見表1。

表1 ISW各組分比例分配 %

樣品工業(yè)分析采用MAC-3000全自動(dòng)工業(yè)分析儀，元素分析采用Vario EL cube元素分析儀，從表 2中可以看出，兩種有機(jī)工業(yè)垃圾燃料的揮發(fā)分含量和熱值都遠(yuǎn)高于褐煤，褐煤中的水分含量則超過了兩種有機(jī)工業(yè)垃圾的水分含量，這些性質(zhì)都可能會(huì)影響共熱解的效果。

表2 樣品的工業(yè)分析、元素分析以及低位發(fā)熱量

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方案

熱解實(shí)驗(yàn)在塞塔拉姆公司的Labsys Evo同步熱分析上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的載氣流量N2設(shè)定為40 mL/min，實(shí)驗(yàn)開始前先進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將樣品置于熱天平支架的Al2O3坩堝內(nèi)，樣品質(zhì)量為20±1 mg，采用計(jì)算機(jī)控制對(duì)樣品進(jìn)行程序升溫，升溫速率為10～30 ℃/min，升溫范圍為30～1 200 ℃，為保證實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性和可靠性，所有熱解實(shí)驗(yàn)重復(fù)兩次。

1.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)

根據(jù)阿累尼烏斯方程，物質(zhì)在固體狀態(tài)下的反應(yīng)速率可表示為：

(1)

式(1)中：A、E和R分別為指前因子、活化能和理想氣體常數(shù)。f(α)為反應(yīng)模型函數(shù)，其中α表示轉(zhuǎn)化率，可表示為：

(2)

式(2)中：Wt、W0和W∞表示時(shí)間t、初始時(shí)間和最終時(shí)間的樣品質(zhì)量，溫度T與時(shí)間t之間的關(guān)系用dT=βdt表示，β為升溫速率，因此方程式(1)可以表示為：

(3)

f(α)的綜合形式可以表示為g(α)，其中p(u)是作為溫度函數(shù)的指數(shù)積分形式。

(4)

本研究采用Flynn-Wall-Ozawa (FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法對(duì)摻混燃料的活化能進(jìn)行計(jì)算，由于常用到在幾條TG曲線上同一α處的數(shù)據(jù)，故又稱等轉(zhuǎn)化率法(iso-conversional method)。用這種方法能在不涉及到動(dòng)力學(xué)模式函數(shù)的前提下獲得較為可靠的表觀活化能(Eα)值，因此又稱無模函數(shù)法(model-free method)。FWO法和KAS法的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下[6]：

(5)

(6)

此外還引入了一個(gè)綜合熱解特性指數(shù)(指數(shù)D)來進(jìn)一步評(píng)價(jià)熱解特性，指數(shù)D代表熱解的難易程度，指數(shù)D越大表示熱解反應(yīng)越強(qiáng)烈[7]。指數(shù)D的大小主要受初始分解溫度、持續(xù)時(shí)間和最高熱解反應(yīng)速率的影響，D可以表示為：

D=[(dW/dt)max(dW/dt)meanM∞]/(TiTmaxΔT1/2)

(7)

式(7)中的(dW/dt)max和(dW/dt)mean分別表示最大質(zhì)量損失速率和平均質(zhì)量損失速率，M∞是熱解過程中的失重質(zhì)量比例，Ti和Tmax分別指樣品初始分解對(duì)應(yīng)的溫度和熱解失重率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，ΔT1/2是DTG曲線中數(shù)值分別對(duì)應(yīng)于(dW/dt) /(dW/dt)max=0.5的兩個(gè)溫度的差值。

2 結(jié)果及討論

2.1 不同摻混比對(duì)共熱解特性的影響

圖1為兩種有機(jī)工業(yè)垃圾(ISW1，ISW2)和褐煤分別在不同摻混比例條件下的共熱解特性曲線。從圖中可以看出，ISW1、ISW2分別與褐煤混合之后進(jìn)行熱解，熱解過程都存在兩個(gè)明顯的失重階段，第一個(gè)失重階段主要是水分的蒸發(fā)，由于混合燃料已經(jīng)在105 ℃的烘箱中進(jìn)行烘干，該階段水分的蒸發(fā)主要是指燃料內(nèi)部結(jié)晶水的蒸發(fā)，可以看到，隨著褐煤在混合物中比例的降低，該階段質(zhì)量失重速率也會(huì)有一定程度的降低。第二個(gè)失重階段為揮發(fā)分的逸出，發(fā)生在220～600 ℃的溫度區(qū)間。但是ISW1與褐煤、ISW2與褐煤在此溫度區(qū)間隨著ISW比例增加共熱解過程存在一定的差異。在ISW1和褐煤共熱解過程中，ISW1的摻混比例從20%增加到50%時(shí)，該階段DTG曲線從一個(gè)明顯的失重峰變?yōu)橐粋€(gè)明顯的“肩部”和一個(gè)明顯的失重峰，而在ISW2和褐煤共熱解過程中，ISW2的摻混比例從20%增加到50%時(shí)，DTG曲線從一個(gè)明顯的失重峰變?yōu)閮蓚€(gè)明顯的失重峰。當(dāng)有機(jī)工業(yè)垃圾的摻混比例較低時(shí)，此階段主要是褐煤中的大分子物質(zhì)發(fā)生解聚和縮聚反應(yīng)，自由基重新組合生成熱解氣、焦油等產(chǎn)物，剩余膠質(zhì)體經(jīng)過分解和縮聚最后形成半焦，半焦也會(huì)發(fā)生縮聚反應(yīng)[8]，產(chǎn)生少量CO2、H2及烴類氣體。而隨著有機(jī)工業(yè)垃圾的摻混比例增加，此時(shí)不僅需要考慮褐煤中大分子物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，還需要考慮垃圾中的織物、塑料和再生炭黑等成分?？椢?、竹木料中的主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，研究[9]發(fā)現(xiàn)在250 ～370 ℃區(qū)間半纖維素物質(zhì)發(fā)生分解，300～400 ℃區(qū)間主要是纖維素發(fā)生降解，而塑料中屬于高分子化合物，聚合程度較高，化學(xué)鍵的穩(wěn)定性較強(qiáng)，分子間的作用力較大，這類物質(zhì)相對(duì)于纖維素物質(zhì)需要達(dá)到更高的溫度才能分解，所以在ISW2和褐煤共熱解在該溫度區(qū)間段所對(duì)應(yīng)的第一個(gè)失重峰的出現(xiàn)是纖維素和半纖維素類物質(zhì)的分解引起，第二個(gè)失重峰對(duì)應(yīng)高分子化合物的分解。在ISW1和褐煤的共熱解過程中存在一個(gè)“肩部”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是纖維素類物質(zhì)和高分子物質(zhì)揮發(fā)分的析出并沒有明顯的界限，前一類物質(zhì)揮發(fā)分析出還未完全結(jié)束，后一類物質(zhì)揮發(fā)分就已經(jīng)開始析出，纖維素類的物質(zhì)和高分子類的物質(zhì)可能存在相互作用和協(xié)同效應(yīng)，來自前一種物質(zhì)的自由基或分子碎片促使塑料更容易分解，并在相同溫度下形成更易揮發(fā)的物質(zhì)?？偟膩碚f，隨有機(jī)工業(yè)垃圾摻混比例的增加，混合燃料的質(zhì)量損失率和最大質(zhì)量損失速率都有增加的趨勢(shì)。

圖1 兩種有機(jī)工業(yè)垃圾和褐煤在不同摻混比下的共熱解特性曲線

此外，從表3中還能看出ISW1和褐煤、ISW2和褐煤兩類混合燃料的最大失重速率隨各自有機(jī)垃圾的摻混比例的增加而增加，但是當(dāng)有機(jī)工業(yè)垃圾的摻混比例增加時(shí)，兩類燃料的初始分解溫度和最大熱失重速率對(duì)應(yīng)的溫度的變化趨勢(shì)則存在一定的差別。在ISW2和褐煤共熱解時(shí)，燃料的初始分解溫度和最大熱失重速率對(duì)應(yīng)的溫度隨垃圾摻混比例增加而降低，而ISW1和褐煤共熱解時(shí)則未發(fā)生該現(xiàn)象。從圖2中可以看到，在ISW1和褐煤的共混物中，ISW1占比從20%增加到50%時(shí)，混合物綜合熱解特性指數(shù)也隨之增加，在ISW1摻混比為50%時(shí)達(dá)到最大值2.89×10-7%2/(min2·℃3)，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能與混合物中的揮發(fā)分含量增加有關(guān)，揮發(fā)分含量的增加致使混合物在相同溫度區(qū)間失重率增加，釋放出更多的小分子物質(zhì)，熱解反應(yīng)增強(qiáng)。而含有ISW2和褐煤的共混物的綜合熱解特性指數(shù)并不隨ISW2摻混比例提高而出現(xiàn)單一線性增加的趨勢(shì)，D在ISW2質(zhì)量比例為40%時(shí)達(dá)到最大值2.93×10-7%2/(min2·℃3)，之后再增加ISW2在共混物中的比例，熱解強(qiáng)度也會(huì)出現(xiàn)一定程度的降低。出現(xiàn)此現(xiàn)象的可能原因是ISW2中含有更高比例的再生炭黑，ISW2和褐煤共混物的綜合熱解特性指數(shù)達(dá)到最大值之后，此時(shí)繼續(xù)提高ISW2在混合物中的摻混比例，再生炭黑已經(jīng)很難繼續(xù)熱解析出揮發(fā)分，而是主要以固體顆粒物的形式存在，堵塞了褐煤熱解揮發(fā)分的析出通道，抑制了共熱解反應(yīng)的發(fā)生。

表3 燃料在氮?dú)鈿夥障聼峤獾奶卣鲄?shù)

圖2 綜合熱解特性指數(shù)隨摻混比例變化關(guān)系

2.2 不同升溫速率對(duì)共熱解特性的影響

圖3為ISW1-Coal和ISW2-Coal兩種燃料在不同升溫速率下的共熱解特性曲線，從圖中可以看出，兩種燃料在不同升溫速率條件下也都存在兩個(gè)明顯的失重的階段，并且從失重的第二個(gè)階段可以看到，升溫速率從10 ℃/min增加到30 ℃/min，兩種燃料的DTG曲線一個(gè)“肩部”和一個(gè)失重峰變?yōu)閱我坏氖е胤澹藭r(shí)燃料中不同組分析出的揮發(fā)分已經(jīng)沒有明顯界限。隨著熱解升溫速率的加快，DTG曲線的質(zhì)量失重速率也越大，原因可能是升溫速率影響了燃料的熱塑性。隨著升溫速率的增加，氣體和揮發(fā)分逸出阻力減小，揮發(fā)分快速析出使不同粒徑顆粒分子的孔隙增多、孔壁變薄，顆粒分子含有較多的微孔結(jié)構(gòu)以及較大的比表面積有利于共熱解反應(yīng)的進(jìn)行[10]。從鍵能的角度解釋是慢速加熱時(shí)溫度是逐漸上升的，且燃料失重的初始溫度比較低，因此碳鏈中的易斷裂的鍵在較短的時(shí)間內(nèi)很難吸收到足夠的能量來完成鍵的斷裂；而快加熱方式時(shí)失重初始溫度較高且變化是建立在一個(gè)較高溫度段上的平緩的變化，因此碳鏈上易斷裂的鍵在較短的時(shí)間內(nèi)吸收到足夠的熱量從而產(chǎn)生斷裂，加之C-H鍵和C=O鍵都是易斷裂的鍵，所以快加熱速率狀態(tài)時(shí)的失重速率要比慢加熱速率狀態(tài)時(shí)的失重速率大的多[11]。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的增加，燃料的失重峰向高溫區(qū)移動(dòng)，在DTG曲線上表現(xiàn)出輪廓變寬[12]，此現(xiàn)象主要是不同的加熱方式導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)的裂解機(jī)理發(fā)生了變化。在起始階段時(shí)，慢速升溫由于加熱時(shí)間長(zhǎng)，傳熱均勻，有利于燃料蓄積熱量，使得其中的有機(jī)質(zhì)分子在較低溫度下就開始分解；而快速升溫時(shí)，溫度變化大，燃料受熱不均勻，蓄積熱量的能力差，發(fā)生分解時(shí)溫度已經(jīng)升高，所以從DTG曲線中看出在高加熱速率時(shí)，失重的開始溫度相對(duì)較高。

圖3 ISW1-Coal和ISW2-Coal兩種燃料在不同升溫速率下的共熱解特性曲線

2.3 無模型法動(dòng)力學(xué)分析

圖4為ISW1-Coal和ISW2-Coal兩種燃料在熱解過程中采用KAS和FWO方法的動(dòng)力學(xué)分析曲線，KAS方法利用ln(β/T2)對(duì)1/T作圖，可以得到一條直線，斜率為-E/R，在相同轉(zhuǎn)化率下g(α)是一個(gè)恒定值，進(jìn)而可以求取不同轉(zhuǎn)化率下的表觀活化能，同樣FWO方法也是利用lnβ對(duì)1/T作圖，可以得到一條直線，斜率為-1.052E/R，由此可以求取燃料在不同轉(zhuǎn)化率下的表觀活化能。表觀活化能是指活化分子的平均能量與所有分子的平均能量的差值，由于氣固兩相反應(yīng)在初始和最終階段不穩(wěn)定，故在α=0.2～0.8范圍內(nèi)計(jì)算Eα來評(píng)估燃燒期間的動(dòng)力學(xué)。從圖4中可以看出，在相同轉(zhuǎn)化率條件下，利用KAS法和FWO法計(jì)算同種燃料得到的Eα值較為接近，同種燃料在轉(zhuǎn)化率α=0.2～0.8范圍內(nèi)由兩種方法得到Eα值的變化趨勢(shì)也是一致的，并且燃料活化能的相關(guān)R2均大于0.95，說明兩種動(dòng)力學(xué)模型對(duì)共熱解過程中的活化能能較好地模擬。很明顯，ISW1-Coal在熱解初期表觀活化能隨轉(zhuǎn)化率的增加而增加，而當(dāng)α=0.3～0.6，表觀活化能處于一個(gè)平臺(tái)區(qū)，變化幅度較小，這一過程中的活化能Eα的平均值在180 kJ/mol左右，當(dāng)轉(zhuǎn)化率大于0.6之后，在熱解的后期表觀活化能則又表現(xiàn)出遞增的趨勢(shì)，而ISW2-Coal則在整個(gè)熱解過程表觀活化能都隨轉(zhuǎn)化率的增加而增加。在熱解初期(α<0.3)主要對(duì)應(yīng)兩種共混物中熱穩(wěn)定性較差的官能團(tuán)的裂解，化學(xué)鍵的斷裂需要消耗一定的能量，表觀活化能也會(huì)隨之增加。當(dāng)0.3<α<0.6時(shí)，煤中的芳香大分子結(jié)構(gòu)較為緊密，煤中多為鍵能較高的多環(huán)芳烴鍵，褐煤需要在更高的溫度條件下才能單獨(dú)發(fā)生熱解，而ISW1-Coal中織物含量相對(duì)較高，織物的揮發(fā)分含量較高，在熱解過程中會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，揮發(fā)分裂解產(chǎn)生的酚類、苯氧自由基將打開煤中較弱的化學(xué)鍵，揮發(fā)分釋放的氫基自由能與煤中的較為穩(wěn)定的芳香族化合物相互作用，促進(jìn)煤顆粒發(fā)生解聚，促使共混物在較低的溫度下就能發(fā)生熱解，也使得共混物在此區(qū)間的活化能維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而在ISW2-Coal中，塑料、再生炭黑在共混物的比例較高，已有研究認(rèn)為高分子聚合物熱解階段活化能為生物質(zhì)組分熱解階段活化能的3～4倍左右[13]，因?yàn)樗芰项惛叻肿泳酆衔餆峤庵饕诟邷囟?，其化學(xué)鍵結(jié)合方式為鏈狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使得該區(qū)間內(nèi)的反應(yīng)活化能隨轉(zhuǎn)化率的增加而增加。在熱解后期(α>0.6)未參與反應(yīng)的灰分和焦炭覆蓋了殘?jiān)目妆诮Y(jié)構(gòu)，增加了反應(yīng)過程的難度，導(dǎo)致相應(yīng)轉(zhuǎn)化階段的活化能明顯增加，尤其是塑料熱解過程中產(chǎn)生的焦油類物質(zhì)、再生炭黑中含有的硫化物和灰分(橡膠加工過程中加入的Zn、Si、Ca等形成的無機(jī)氧化物)致使熱解反應(yīng)更難進(jìn)行，使得ISW2-Coal在熱解后期的反應(yīng)活化能更高。總的來說，ISW1-Coal在整個(gè)區(qū)間段具有更好的熱解性能。

圖4 ISW1-Coal和ISW2-Coal兩種燃料在熱解過程中采用KAS和FWO方法的動(dòng)力學(xué)分析曲線

3 結(jié)語(yǔ)

通過在不同摻混比、不同升溫速率條件下對(duì)有機(jī)工業(yè)垃圾和褐煤進(jìn)行共熱解分析和動(dòng)力學(xué)過程研究，得到以下主要結(jié)論：

(1)兩種有機(jī)工業(yè)垃圾和褐煤分別在不同摻混比例條件下的共熱解都存在兩個(gè)失重階段，第一個(gè)失重階段對(duì)應(yīng)水分的蒸發(fā)，第二個(gè)失重階段對(duì)應(yīng)揮發(fā)分的釋放，并且在ISW2和褐煤的共混物中，ISW2的比例從20%增加到50%，DTG曲線在該階段也由一個(gè)失重峰變?yōu)閮蓚€(gè)失重峰，兩個(gè)失重峰的出現(xiàn)分別是由纖維素、半纖維素類物質(zhì)的分解和高分子化合物的分解引起。

(2)共混物中的ISW1質(zhì)量占比在20%～50%范圍時(shí)，混合物綜合熱解特性指數(shù)隨ISW1的質(zhì)量百分比增加而增加，在ISW1摻混比為50%時(shí)達(dá)到最大值2.89×10-7%2/(min2· ℃3)。由ISW2和褐煤組成的共混物的綜合熱解特性指數(shù)在ISW2摻混比例為40%時(shí)達(dá)到最大值2.93×10-7%2/(min2·℃3)，之后再增加ISW2在共混物中的比例，熱解反應(yīng)強(qiáng)度出現(xiàn)一定程度的降低。

(3)隨著熱解升溫速率的加快，共混物熱解失重曲線的質(zhì)量失重速率也隨之增大，并且失重峰也向高溫區(qū)移動(dòng)，熱滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，DTG曲線上表現(xiàn)出輪廓變寬的趨勢(shì)。

(4)相比較于ISW2-Coal，ISW1-Coal燃料中含有較高含量的織物、較低含量的塑料和炭黑物質(zhì)，在整個(gè)熱解區(qū)間段的平均活化能較低，熱解性能相對(duì)較好。