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TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析
被引量：
2
1
作者
郭松杰
王璐鹏
+4 位作者
陈金铮
马云
梁安
卢志民
姚顺春
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期625-631,共7页
森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环...
森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。
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关键词
森林火灾
可燃物热解
TDLAS
频分复用
同步测量
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职称材料
广东省10种典型常绿阔叶林细小可燃物的燃烧特性
被引量：
4
2
作者
王璐鹏
马云
+3 位作者
罗民军
梁安
苏志荣
兰天
《林业与环境科学》
2023年第1期90-95,共6页
森林中的细小可燃物是引发森林火灾的关键因素。文章选用广东省5种典型常绿阔叶林树种的枯枝和枯叶共10种样品,通过元素成分分析、工业分析和热重分析研究了细小可燃物的燃料特性和燃烧特性,计算了每种样品的着火温度,并引入着火温度和...
森林中的细小可燃物是引发森林火灾的关键因素。文章选用广东省5种典型常绿阔叶林树种的枯枝和枯叶共10种样品,通过元素成分分析、工业分析和热重分析研究了细小可燃物的燃料特性和燃烧特性,计算了每种样品的着火温度,并引入着火温度和可燃性指数两种可燃性指标对各样品的可燃性进行量化。实验结果表明:马尾松Pinus massoniana叶具有最高的挥发分含量,杧果叶的挥发分含量最低;杧果Mangifera indica枝的着火温度最低,枫香Liquidambar formosana枝的着火温度最高。在细小可燃物的燃烧过程中,挥发分的燃烧比焦的燃烧更加剧烈,反应速率更快。综合燃烧难易程度和剧烈程度,可燃性排序为杧果叶<香樟枝<枫香叶<枫香枝<杧果枝<香樟叶<马尾松叶<洋紫荆叶<马尾松枝<洋紫荆枝。
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关键词
森林可燃物
热重分析
燃料特性
燃烧特性
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职称材料
题名
TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析
被引量：
2
1
作者
郭松杰
王璐鹏
陈金铮
马云
梁安
卢志民
姚顺春
机构
华南理工大学电力学院
云浮市消防救援支队
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期625-631,共7页
基金
国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目(2019YFE0109700)
广东省自然科学基金-杰出青年项目(2021B1515020071)
+2 种基金
广东省省级科技计划项目(2020A0505140001)
霍英东教育基金会第十七届高等院校青年教师基金项目(171047)
云浮市科技计划项目(2020020301)资助。
文摘
森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。
关键词
森林火灾
可燃物热解
TDLAS
频分复用
同步测量
Keywords
Forest fires
Combustibles pyrolysis
TDLAS
Frequency division multiplexing
Simultaneous measurements
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
广东省10种典型常绿阔叶林细小可燃物的燃烧特性
被引量：
4
2
作者
王璐鹏
马云
罗民军
梁安
苏志荣
兰天
机构
云浮市消防救援支队
出处
《林业与环境科学》
2023年第1期90-95,共6页
基金
云浮市科技计划项目(2020020301)。
文摘
森林中的细小可燃物是引发森林火灾的关键因素。文章选用广东省5种典型常绿阔叶林树种的枯枝和枯叶共10种样品,通过元素成分分析、工业分析和热重分析研究了细小可燃物的燃料特性和燃烧特性,计算了每种样品的着火温度,并引入着火温度和可燃性指数两种可燃性指标对各样品的可燃性进行量化。实验结果表明:马尾松Pinus massoniana叶具有最高的挥发分含量,杧果叶的挥发分含量最低;杧果Mangifera indica枝的着火温度最低,枫香Liquidambar formosana枝的着火温度最高。在细小可燃物的燃烧过程中,挥发分的燃烧比焦的燃烧更加剧烈,反应速率更快。综合燃烧难易程度和剧烈程度,可燃性排序为杧果叶<香樟枝<枫香叶<枫香枝<杧果枝<香樟叶<马尾松叶<洋紫荆叶<马尾松枝<洋紫荆枝。
关键词
森林可燃物
热重分析
燃料特性
燃烧特性
Keywords
forest combustibles
thermogravimetric analysis
fuel characteristics
combustion characteristics
分类号
S762 [农业科学—森林保护学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析
郭松杰
王璐鹏
陈金铮
马云
梁安
卢志民
姚顺春
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
广东省10种典型常绿阔叶林细小可燃物的燃烧特性
王璐鹏
马云
罗民军
梁安
苏志荣
兰天
《林业与环境科学》
2023
4
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职称材料
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