桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究

【目的】利用广西栽桑养蚕和造纸加工行业每年产生的大量生物质剩余物,高效制备用于供热领域的颗粒燃料。【方法】以桉树皮(Eucalyptus Bank,EB)和桑枝(Ramulus Mori,RM)作为原料制备生物质颗粒燃料,分析生物质原料的种类、环模孔长径比、颗粒大小、原料含水率以及添加剂含量对颗粒燃料成型效率的影响。【结果】添加少量的木质素粘结剂可以降低生物质原料的成型压力,当原料的含水率为16%~20%,颗粒度为4mm,环模孔长径比为4.5∶1,粘结剂添加量为5%时两种生物质原料都可有效成型,所制备的颗粒燃料的密度≥1.1g/cm3,机械耐久性≥95%。【结论】本研究工艺成型率高,获得的颗粒燃料符合生物质燃料要求。     

南京林业大学科技成果简介：（五）木煤颗粒燃料成套生产工艺技术

木煤颗粒燃料是新型绿色能源，在欧美发达国家已相当成熟，利用所有可燃烧的生物质废料，例如林区三剩物，木材加工中产生的锯屑、砂光粉、树皮，秸秆、牛粪、生活垃圾等制成高能量高密度的固体燃料，用于替代传统的煤炭，由于没有二氧化硫和二氧化碳排放，完全清洁环保，产品横跨能源和环保两大领域，应用前景广阔。     

双层炉排生物质成型燃料锅炉设计及前景分析

双层炉排生物质成型燃料锅炉是根据生物质成型燃料的特性来设计制作的,经过详细的热工计算还有加工工艺研制出适用于生物质成型燃料燃烧专用锅炉,采用双层炉排结构,能消除烟尘,气体和固体不完全燃烧的损失较小,燃烧效率高,并且其排烟中的烟尘、二氧化硫、氮氧化物的含量还低,与国家锅炉污染物排放标准相符合.该文还要就技术经济分析和评价此锅炉的前景,以及浅谈其设计原理.     

家用生物质颗粒燃料炉的试验研究

利用DR230型温度智能巡检仪等试验仪器,测定了家用生物质颗粒燃料炉在不同成型燃料下的多个热性能参数。试验结果表明:不同成型燃料燃烧的结果差别不大,燃料适应性强;生物质成型颗粒燃料炉所排烟中CO,NOx、烟尘浓度等环保指标远远低于燃煤炉,符合国家工业锅炉大气污染物排放标准要求。     

生物质垃圾与煤混烧污染特征的研究

对不同配比复合垃圾衍生燃料做实验试烧,并对燃烧产生的NOx、SO2等燃烧排放污染物进行了监测.利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结合联用技术观察了生物质垃圾与煤混合压制燃料的燃烧颗粒的微观形态特征.结果表明,随着生物质比例的加大,发现飞灰颗粒有细化的现象.Cl元素的排放主要出现在燃烧初期.钾的主要存在形式是氯化钾.飞灰颗粒的所有能谱分析中并没有检测到重金属元素的存在.     

生物质燃料固化成型工艺研究

生物质成型燃料作为生物质能源,具有原料来源广泛、可再生、清洁等优点,最近几年得到了快速发展,目前我国也出台了很多相关政策,为它的发展提供了良好的环境。根据中国生物质成型燃料技术产业化现状,对技术、设备、资源等影响产业化的主要因素进行分析,研究了生物质固化成型燃料的各种工艺参数和研究现状。     

基于电镜的生物质成型燃料锅炉结渣机理研究

目前市场上已出现生物质成型燃料燃烧设备,由于结渣等因素影响,限制了这种生物质成型燃料燃烧设备的推广与应用.结渣不仅会对燃烧设备的热性能造成影响,而且危及燃烧设备的安全性.在生物质成型燃料炉渣电镜实验的基础上,揭示生物质成型燃料锅炉结渣的过程并得出预防和防止结渣措施.     

燃烧化学动力学研究2013年度报告

燃烧为现代社会提供了约80%的能源,在工业、运输、国防等领域均具有不可替代的作用。当前,燃烧学逐步从宏观现象学转向注重亚微尺度的湍流模拟和原分子层次的燃烧化学动力学研究,深入了解燃料组分、分子结构和燃烧条件与燃烧效率及污染物排放等的关系。开展对于航空燃料和新兴生物质燃料的燃烧本质和机理研究,在国家安全和能源战略等方面都具有重要意义。该年度主要针对真空紫外光电离技术在燃烧研究中的应用、航空燃料重要组分和生物质燃料燃烧化学动力学等方面开展了研究工作。在真空紫外光电离技术在燃烧研究中的应用方面,课题组将同步辐射真空紫外光电离质谱技术应用于常压层流预混火焰、煤热解和生物质热解等方面的研究,并在国际权威燃烧学期刊刊登文章,介绍对基于同步辐射的燃烧诊断方法的突破性发展以及在燃烧研究中的开拓性应用。在航空燃料重要组分和生物质燃料燃烧化学动力学研究方面,针对航空燃料重要组分甲基环己烷的热解及燃烧开展了实验和动力学模型研究,针对仲丁醇的热解和燃烧、正丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰和丙酸甲酯的低压热解开展了实验和动力学模型研究,对这些热点生物质燃料的燃烧化学动力学问题开展了深入的探索。     

生物质成型燃料洁净生产分析

为了定性和定量地对生物质成型燃料进行清洁生产评价,以平模和环模为成型设备的生物质一体化成型燃料生产系统为例,分析了生物质成型燃料工艺选择合理性、参数控制的有效性、生产稳定性、设备自动化程度、设备布置的合理性、公用工程节能要求等生产工艺与装备要求指标,新鲜水耗系数、能耗系数、物耗系数、清洁能源消耗系数、资源有毒有害系数等资源能源利用指标,产品合格率、产品寿命、有害产品系数等产品指标.结果表明:生物质成型燃料符合国家政策、工艺选择合理,从源头上杜绝了污染物的产生,消除了末端治理的压力;同时该系统生产稳定、自动化程度高、设备布置合理、能耗低;生产系统的新鲜水耗系数几乎为零,物耗系数小、能耗系数小、清洁能源消耗系数小、资源有毒有害系数极低;同时,生物质成型燃料是一种合格、耐烧和十分清洁的产品.     

生物质燃料催化氧化燃烧机理

定性实验验证了两种固态催化氧化剂MnO2和KMnO4的催化氧化性能.选取有代表性的生物质燃料秸秆和锯末,探讨了MnO2固相催化氧化燃烧生物质燃料机理.采用热重分析法,对锯末这种生物质燃料在空气氛围中以MnO2为催化剂的燃烧过程进行了对比研究,结果表明,添加MnO2能显著改善生物质燃料的燃烧性能,降低燃料的着火温度,提高燃料的燃烧速度,使燃料的燃烧过程更集中.采用X射线衍射分析法, 证明了燃烧过程中氧化还原反应的发生.     

纳米流体燃料燃烧特性研究进展

环境污染和能源短缺是当今世界面临的两大难题，纳米流体燃料作为一种潜在的可替代燃料，不仅可以提高传统燃料的能量密度，而且有望减少氮氧化物等污染物排放，因而受到了研究者的广泛关注。该文首先归纳了纳米流体燃料燃烧研究所面临的难点问题，进一步解析了添加纳米颗粒对单液滴、多液滴纳米流体燃烧特性的影响，继而总结了连续的纳米流体燃料燃烧特性研究进展，介绍了燃烧参数光学诊断方法，综述了纳米流体燃料在发动机中的应用，以及对污染物排放的影响。     

工业锅炉中生物质燃料的应用研究和开发

介绍了菌草生物质燃料特性和气化原理,并根据其燃烧特性开发了一种新型的菌草生物质固定床气化燃烧系统应用于工业锅炉的燃烧。     

生物质块状燃料常温成型的技术特性讨论

生物质能源作为可再生能源越来越受到人们关注。本文阐述了生物质研究现状,探讨了生物质能源致密成型技术。在不同压力下常温成型的一些物理机械特性指标及其主要因素包括:物料含水率,压力,颗粒种类,原料种类,黏结剂等。对国内外研究现状做了总结。通过本文提供的理论依据,为生物质块状燃料成型的设备设计,结构改进及工艺参数提供参考。     

泥炭型煤的研制及其应用效果

泥炭型煤（包括泥炭燃料砖、泥炭蜂窝煤和泥炭棒等），是利用我国储量丰富的草本泥炭为主料加工制成的新型燃料，该产品具有良好的燃烧性能。燃烧温度和燃烧效果相当于中等商品煤的指标。泥炭制型煤具有原料来源丰富、成本低廉、工艺简单、建厂投资少、见效快、“两效益”显著，又无“三废”污染。所以具有广阔的应用前景，尤其对缺煤少木地区，其意义重大。     

生物质热解前景研究

生物质是自然界最重要的可再生资源,配以适当的催化剂使其热解,可获得品位更高的燃料气和燃料液体,从而提高生物质中能源的利用价值.这种方法相对于传统的直接燃烧生物质作燃料而言,经济价值高,热效率高,并且对环境污染小,运用这种方法对合理开发和利用资源起着重大作用.     

基于嵌入式系统的生物质锅炉优化监控系统的研究与应用

针对生物质锅炉的控制难题,为实现生物质锅炉高效稳定洁净燃烧的目标,提出生物质燃料锅炉液位和燃烧的优化策略.利用MCGS组态软件和Matlab simulink的优势,采用可靠DDE技术,实现了MCGS组态软件与Matlab的数据通信.构建基于现场总线嵌入式操作系统的硬件平台,使生物质锅炉的给料系统、燃烧系统、吹灰系统、送风系统、引风除尘系统等达到完全自动控制.基于物联网技术,利用CDMA数据终端实现生物质锅炉的远程监控.实测及运行经验表明,新型生物质锅炉具有结构新颖、洁净燃烧、高效节能、低排放、操作方便等优点,为生物质燃料锅炉的推广应用提供探索和借鉴.     

不同工艺制备的乙醇燃料的经济性评估对比

为保障能源安全和改善大气质量,环境友好、非耗竭型燃料的开发收到广泛的关注.乙醇作为一种优质的液体燃料,可以提供与汽油相当的化学能,燃烧效率高且污染物排放量低,被认为是替代和节约汽油的最佳燃料之一.本文分别介绍了生物质发酵法、合成气法直接催化法和乙酸酯化加氢法制得乙醇的工艺路线的研究进展,从技术和经济角度对比了不同技术制备的乙醇燃料的优势和局限性.     

基于多元高斯分布活化能模型的玉米秸秆水热炭燃烧动力学研究

农林废弃生物质作为植物光合作用的产物,具有可再生、总量大、分布广和低污染的特点,是目前唯一具有可再生性能的含碳清洁燃料。相比于其它种类的可再生能源,生物质还具备良好的可存储性和易运输特点,将丰富的农林废弃生物质应用于炼铁生产将助力钢铁行业实现“双碳”目标。但农林废弃生物质也存在水分高,固定碳和发热值低,碱金属含量高和燃烧过程不稳定的缺点,不经提质处理难以满足炼铁生产对固体燃料的性能要求。本文采用水热炭化技术处理玉米秸秆制备水热炭产品,并采用多元高斯分布活化能模型（DAEM）研究玉米秸秆水热炭的燃烧动力学。结果表明,采用DAEM模型能够精确表征玉米秸秆以及玉米秸秆水热炭的燃烧动力学行为,玉米秸秆原料的燃烧过程可以分为四个阶段:半纤维素、纤维素、木质素和半焦的燃烧,玉米秸秆水热炭的燃烧可分为三种阶段:纤维素、木质素和半焦的燃烧。动力学计算表明纤维素、木质素和半焦燃烧的平均活化能范围为分别为273.7–292.8 kJ/mol、315.1–334.5 kJ/mol和354.4–370 kJ/mol,标准差分别为2.1–23.1 kJ/mol、9.5–27.4 kJ/mol和12.1–22.9 kJ/mol,随着水热炭化温度的升高,玉米秸秆水热炭中纤维素和木质素质量分数先升高后降低,而半焦的质量分数逐渐增加。     

煤与生物质掺混燃烧特性

为实现能源高效清洁利用,利用热重分析法分别研究不同煤(兰炭、大同无烟煤)和生物质(稻壳、烟梗和玉米芯)以及二者混燃性能,分析生物质掺混种类、水洗预处理、掺混比例和升温速率对煤与生物质掺烧的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:相比于煤单独燃烧,生物质与煤掺烧的着火温度和燃尽温度降低,煤的燃烧性能有所改善;预处理使燃烧曲线向高温区偏移,碱金属元素对燃料热解燃烧存在催化作用;随着稻壳掺混比例的提高,煤与生物质掺烧特性得到进一步提升,混合燃料反应活化能降低;提高升温速率,兰炭与稻壳燃烧曲线向高温区移动,综合燃烧特性指数增大,混合燃料反应活化能进一步减小;30%稻壳和70%兰炭混合燃料在升温速率20℃/min下燃烧产生协同效应。实验结果为煤和生物质在火力发电行业的应用提供参考和理论依据。     

农林废弃物生物质压块燃料

利用农林废弃物加工成生物质压块燃料是一种新颖的能源，可起到变废为宝，保护环境的作用，值得大力推广。