含水量对松木燃烧产生碳烟物理化学特性的影响

摘要

为了探究不同含水量对生物质燃烧过程中产生碳烟的物化特性的影响，本研究以常温（样品1，含水率10.31%）和105℃下烘干48 h（样品2，含水率1.42%）两种条件下得到的松木为燃烧原料，收集燃烧过程中生成的碳烟，利用高分辨率扫描电子显微镜（HRSEM）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）技术对收集到的碳烟形貌及结构、元素和官能团进行观察和分析．HRSEM分析表明，样品1的碳烟颗粒呈小型链状聚集，分形维数较高，而样品2主要是以簇状聚集且平均主颗粒尺寸大于样品1.XPS检测发现，两种条件下产生的碳烟元素含量存在细微差异，样品1A_sp3/A_sp2的比值相对较大，意味着未经过烘干处理后的样品反应活性更大．FT-IR分析显示，碳烟中含有的氢主要是以芳香烃的形态存在，且存在取代类型为1,2-二取代的苯环．此外，含水量较高的情况下，单氢取代的芳香烃占比较大，而双氢和三四氢取代的芳香烃相对来说占比小．因此，经过脱水处理后的松木生物质在燃烧过程中，燃烧得更加充分，生成粒径较大、数量较少的碳烟，有效减少了污染物的排放，为生物质能源清洁高效利用提供了理论支撑．

关键词

含水量 / 碳烟 / 生物质 / 物化特性 / 反应活性