氧体积分数对木质和玉米秸秆燃烧特性的影响

采用TG-DTG-DSC联用技术对木质颗粒和玉米秸秆颗粒的燃烧特性进行了实验,考察了在不同含氧气氛中两种生物质的可燃特性、着火特性、燃烧稳定性、燃尽特性及综合燃烧特性的影响,计算了燃烧动力学参数。结果表明:随着氧体积分数的增大,两种生物质的着火温度和燃尽温度降低,燃烧稳定性判别指数、可燃性指数和综合燃烧特性指数增大;木质颗粒的着火温度和前期燃尽指数高于玉米秸秆,后期燃尽指数低于玉米秸秆,木质颗粒比玉米秸秆颗粒更难热分解,氧气体积分数对玉米秸秆颗粒燃烧特性影响要大于木质颗粒;生物质在低温阶段的活化能要大于高温阶段的活化能,两阶段的活化能随着氧气体积分数的增大而减小。     

玉米秸秆成型生物炭燃烧特性与动力学分析

采用热重法对玉米秸秆成型颗粒及生物炭燃烧特性及动力学进行研究,并考察不同升温速率下(10、20、40℃/min)对320、500℃热解生物炭燃烧特性的影响,分析其燃烧特性及动力学参数。结果表明:玉米秸秆成型颗粒炭化后其燃烧热重分析(DTG)曲线呈现多峰状态,峰整体向高温区转移;玉米秸秆成型颗粒的着火温度和燃尽温度均小于生物炭,综合燃烧特性指数(SN)大于各温度热解炭化后样品。随着炭化温度的升高,成型生物炭着火温度和燃尽温度升高,SN减小;一级反应动力学能很好地描述各样品的燃烧动力学,相关系数(R~2)均高于0.9。     

典型生物质燃料层燃燃烧特性的试验研究

在小型单元体炉中进行了不同形状尺寸及种类的生物质燃料的层燃燃烧试验.采用着火锋面传播速率及着火锋面温度研究了生物质燃料在同一给风量条件下的层燃燃烧特性,并分析了不同给风量对层燃燃烧的影响.结果表明:尺寸较小的燃料颗粒,完全燃尽需要的时间较长,燃烧过程中床层温度较高,而经过压缩的成型生物质燃料,燃烧稳定性好,适合层燃燃烧;对于不同种类的生物质,挥发分含量越高,其燃尽时间越短,灰分含量越高,燃烧稳定性越差;着火锋面传播速率与着火锋面温度都随着给风量的增加而提高.     

打捆秸秆的燃烧特性和影响因素分析

利用自主设计的实验台研究生物质秸秆打捆燃料的燃烧特性和影响因素。实验结果表明:生物质秸秆打捆燃料的燃烧是由外向内进行的,燃烧过程经历水分蒸发、热解、燃烧和燃尽4个阶段;当给风量为70 m~3/h时,玉米秸秆打捆燃料着火锋面向下传播的速度比向上传播的速度快,内层传播的速度比外层传播的速度快,燃烧完全所需的时间较长;随着风量的增加,在给风量为90、110 m~3/h条件下,着火锋面向上传播的速度超过向下传播的速度,外层传播的速度超过内层传播的速度,着火锋面温度随着风量的增加而增大;继续增大风量,当给风量为130 m~3/h时,燃烧完全所需的时间最短,但着火锋面温度峰值有所下降;同在给风量90 m~3/h下,小麦秸秆打捆燃料由于内部较松散,其向上、向下、内层着火锋面传播速率和着火锋面温度均高于玉米秸秆打捆燃料。     

玉米秸秆成型颗粒快速燃烧特性及反应动力学研究

基于等温热重分析技术,采用化学动力学法拟合燃烧过程中质量损失率与时间的单方程模型,对不同燃烧温度与成型密度下柱状玉米秸秆成型颗粒的快速燃烧特性进行研究。结果表明:玉米秸秆成型颗粒在600℃下成型密度较大,燃尽时间较长,到达热失重速率(DTG)曲线峰值时间较长;相同密度的成型颗粒,随温度的升高,燃尽时间缩短,DTG峰值高度越高,到达峰值的时间越短;在该实验变量控制范围内,成型密度和外部环境温度对燃尽率无明显作用;通过动力学计算得到玉米秸秆成型颗粒的反应级数在0.5~0.7之间。由实验数据曲线拟合得到拟合方程,求解出活化能E及指前因子A。     

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究.研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段:生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好.采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃.     

生物质压缩颗粒的燃烧特性

采用TG-DTG热分析技术对麦秸、玉米秸、胶合板粉粒和松木粒4种生物质压缩颗粒的燃烧特性进行了实验研究,考察了其着火及燃尽特性,结合前人提出的综合燃烧特性指数,提出用相对失重速率进行计算.结果表明:生物质压缩颗粒与煤相比,其着火与燃尽温度均较低,燃烧迅速且集中;与生物质粉末相比,其固定碳的燃烧更平稳,燃烧时间延长.4种物质之中,松木粒综合燃烧特性最好,玉米秸最差.     

混合生物质颗粒燃料的燃烧特性

从生物质燃料的灰熔融性和热值两个关键性的特性指标着手,以玉米秸秆和水稻稻壳作为主要原料,用试验优化设计和分析的方法 ,寻求混合生物质颗粒燃料的优化配方,提高混合生物质颗粒的软化温度ST>1 400℃,有效地解决了玉米秸秆颗粒结渣问题。对混合生物质颗粒进行了热重试验研究和燃烧机理、动力学特性分析,结果表明:混合生物质颗粒具有易着火和单峰值热解特性,燃烧性能良好。此研究为改善单一成分生物质燃料的燃烧性能,推广利用生物质能提供指导性建议。     

生物质与煤掺烧燃烧特性的实验研究

利用热重分析仪,在不同条件下,对单一生物质、煤及其混合物的燃烧特性进行分析,研究了木屑、稻壳、稻草及耒阳白沙煤的着火温度、燃烧最大速率温度和燃烬温度等燃烧特性参数。实验结果表明,生物质的着火温度比白沙煤低,生物质在燃烧过程中有两个明显的失重阶段,而煤只有一个明显的失重阶段。通过掺烧可以使生物质与煤的混合物着火温度降低,着火时间缩短,延长了整个燃烧的温度区间,使煤能更好地燃尽,使燃料的燃烧特性得到了优化。随着生物质掺混比例的提高,掺混样品着火点温度降低得更加明显;且生物质颗粒尺寸由R90变为R200时,同样的掺混比例下,尺寸R200的掺混样品着火温度更低。     

生物质与煤富氧混合燃烧特性研究

采用热重分析仪研究了棉秆、玉米芯和大同煤以及它们之间混合燃料的富氧燃烧特性。分析了富氧条件混合燃料的燃烧特征参数,如着火温度、峰值燃烧速率及其对应温度、燃尽温度及综合燃烧特性指数。采用Coat-Redfern法计算混合燃烧动力学参数。结果表明:在O2/CO2气氛下,提高氧气浓度可以改善生物质与煤混合燃料的燃烧反应,降低燃尽温度,使混合燃料的燃烧反应向低温区域移动;燃烧反应活化能在挥发分析出和固定碳燃烧的两个阶段均增大;但生物质与煤的掺混比例在30%情况下,氧气浓度的变化对混合燃料的着火温度的影响规律并不明显。在50%O2/50%CO2气氛下,随着生物质比例的增加,所有特征参数向低温区域前移,混合燃料燃烧反应活化能在挥发分析出阶段逐渐减小,在固定碳燃烧阶段逐渐增大。Coat-Redfern模型可以较好的描述棉秆或玉米芯与大同煤混合物在空气或富氧条件下的主要燃烧过程。     

木质成型燃料掺混其半焦的混燃特性研究

以木质成型燃料及其半焦为研究对象,通过热重分析对不同掺混比例下木质成型燃料和半焦的混燃特性展开研究,建立了相应的失重模型。实验结果表明,随着半焦掺混比例的增大,5种试样的TG曲线逐渐向低温区移动,DTG曲线上的第一个反应峰逐渐减小,最后消失,第二个反应峰所对应的温度区间逐渐增大;着火温度和燃尽温度随着掺混比例的增大而升高,燃尽温度所对应的残重量变化不大,综合燃烧特性指数随着掺混比例的增大而减小;当掺混比例小于50%时,掺混比例对混合燃料的燃烧状况不会产生明显影响,掺混比例增大,影响较为明显。提出的失重速率模型和实验值吻合较好。     

玉米秸秆颗粒燃料燃烧特性的试验研究

为了研究玉米秸秆颗粒燃料的燃烧特性,以一个小型反烧单元体炉为试验装置,分别进行了不同料层、不同水分、不同空气量下的燃烧试验,了解其燃烧特性,如点火时间、燃烧时间、燃烧过程及燃烧后的结渣现象。试验结果表明,玉米秸秆颗粒燃料易点燃,燃烧温度高,但燃烧时间短,结渣严重;料层高的玉米秸秆颗粒燃料燃烧时间相对长,但燃烧温度低,轻微结渣;干燥处理过的玉米秸秆颗粒燃料点火时冒黑烟现象明显减轻;加大燃烧过程的空气量时,玉米秸秆颗粒燃料不结渣。     

城市污水污泥成型燃料燃烧动力学特性研究

利用热分析方法研究污泥、煤、稻草,以及三种原料三种不同配比情况下的污泥成型燃料的燃烧特性,分析试样燃烧的TG-DTG曲线,得出各个试样的着火温度、可燃性指数、燃烧特性指数和燃烧动力学参数。结果表明,掺入煤和稻草有利于改善污泥的燃烧特性;不同配比的污泥成型燃料,挥发分含量越高,越容易着火和燃尽;采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数,污泥成型燃料的燃烧过程的第一阶段符合2级反应,第二阶段符合0.5级反应。     

家用生物质颗粒燃料炉的研制

为解决农村秸秆焚烧污染问题，研究以生物质颗粒为燃料的家用生物质颗粒燃料炉供农家炊事使用。在充分研究、分析生物质颗粒燃料燃烧动力学特性的基础上，根据生物质颗粒燃料挥发分含量高、燃点低的特点，在生物质颗粒燃料炉的设计中采用了气化、燃烧一体化结构。测试结果表明，生物质颗粒燃料在生物质颗粒燃料炉内能气化燃烧，残碳也能够完全燃尽。该炉的主要技术指标均符合国家标准，燃烧稳定、高效、清洁，提高了秸秆的能源利用率。     

油页岩干馏残渣与玉米秸秆混烧特性

利用热重分析仪对汪清油页岩干馏残渣、玉米秸秆及二者不同比例的混合物进行了不同升温速率下的燃烧特性实验,得到了燃烧特性曲线并求解了燃烧特性参数.研究结果表明,玉米秸秆的燃烧特性明显优于油页岩干馏残渣,油页岩干馏残渣中掺入玉米秸秆后,着火温度、燃尽温度提前,综合燃烧特性得到改善;混合物的综合燃烧特性指数随升温速率的升高而增...     

木基和竹基生物质燃料燃烧动力学特性研究

选用木基和竹基生物质燃料进行燃烧热重实验,分段推断其燃烧反应机理及拟合计算动力学参数,探究燃烧动力学特性随温度变化规律。结果表明:木基生物质燃料着火温度、燃尽温度、挥发分析出燃烧最大速率及其对应温度均低于竹基生物质燃料,焦炭燃烧阶段前者的燃烧速率大于后者;木基生物质燃料挥发分析出燃烧初期(260~280℃)和过渡阶段(360~440℃)燃烧反应机理为三维扩散机理(G11),挥发分析出燃烧及焦炭燃烧最大速率前后的机理函数不相一致,竹基生物质燃料整个燃烧反应过程可用同一机理函数描述。挥发分析出燃烧阶段,木基生物质燃料活化能随温度按"增加-下降-增加-下降"变化,竹基生物质燃料则先增加至峰值后下降。     

玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

采用TG-DTA-DTG热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验.考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数.根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程.建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.     

秸秆类生物质燃烧动力学特性实验研究

生物质能的利用越来越受到重视。直接燃烧技术由于其操作简单、取材方便、成本适宜等特点是一种符合我国国情的生物质能利用方式。采用热重分析的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆和玉米芯三种秸秆类生物质的燃烧动力学特性进行了实验,研究了不同升温速率、氧浓度对不同种类的秸秆生物质燃料燃烧动力学特性的影响,并对着火温度、燃烧稳定性、挥发分析出特性、燃烧特性指数等相关特性参数进行定量分析,为设计秸秆工业锅炉燃烧设备,合理选择生物质种类、优化燃烧、提高锅炉效率提供了理论支撑。     

生物质与煤混燃的燃烧特性实验研究

利用热重分析仪研究了冷压成型生物质麦秆与煤混燃的燃烧特性,实验中生物质质量掺混比分别取0%、10%、50%、90%、100%。实验结果表明,掺入生物质有助于改善煤的燃烧特性;随生物质质量掺混比的增加,燃料的着火温度和燃尽温度降低,可燃烧性指数、燃尽特性指数、综合燃烧特性指数提高。     

两种生物质燃烧性能及燃烧动力学特性的研究

采用热分析仪对内蒙古地区两种产量较大的生物质—玉米秸秆和小麦秸秆进行了热重实验,比较了燃烧特性,计算了燃烧反应动力学参数。结果表明挥发份的析出燃烧阶段是两种生物质燃烧的主要阶段。小麦秸秆的综合燃烧特性比玉米秸秆好。两种生物质在挥发份析出燃烧阶段的活化能及频率因子均高于焦炭燃烧阶段的活化能及频率因子。