两种不同生物质成型燃料燃烧特性实验研究

以木质颗粒和玉米秸秆颗粒两种生物质成型燃料为研究对象,通过热重分析和生物质燃烧实验台对两种成型燃料的燃烧特性展开研究并将二者的试验数据进行对比分析。实验结果表明:两种生物质颗粒燃烧过程具有相似性,但在反应速率与燃烧特征参数上存在明显差异。与玉米秸秆颗粒相比,木质颗粒着火温度高,着火时间晚,但燃尽时间短;在燃烧初始阶段木质颗粒的反应速率低于玉米秸秆颗粒,而后又高于玉米秸秆颗粒,燃烧过程中木质颗粒最大反应速率明显大于玉米秸秆颗粒;木质颗粒的可燃特性、燃尽特性和综合燃烧特性指数均优于玉米秸秆颗粒;木质颗粒在低温段和高温段的活化能均高于玉米秸秆颗粒。     

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。     

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。     

生物质固体成型燃料抗结渣研究进展

生物质固体成型燃料具有易储存、运输及使用方便、清洁环保、燃烧效率高等优点,是开发利用生物质能的主要方向之一.但秸秆类生物质原料中无机元素(包括K,Na,Cl,S,Ca.Si,P等)含量较高,导致了生物质固体成型燃料在热化学转化利用过程中出现结渣现象,不仅对燃烧设备的热性能造成影响,而且危及燃烧设备安全,成为阻碍生物质同体成型燃料推广应用的主要因素.文章分析了秸秆类生物质燃料的结渣机理,介绍了国内外生物质燃料抗结渣特性的研究现状,探讨了原料预处理、添加剂和颗粒密度对燃料抗结渣特性的影响,最后分析了目前生物质抗结渣研究中存在的问题,并提出了未来的研究方向.     

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。     

小型生物质颗粒燃料锅炉燃烧室设计研究

生物质能的开发利用越来越受到国际关注。在我国北方地区还有大量玉米秸秆没有得到能源化利用,小型锅炉作为生物质能转化装备其关键技术还有待突破与完善。为解决小型锅炉燃用玉米秸秆颗粒燃料过程中出现的问题,分析了燃用玉米秸秆颗粒燃料的小型锅炉燃烧室结构合理性设计的要求,设计了由象鼻状前炉拱和阶梯状火床组成的燃烧室结构,使玉米秸秆颗粒燃料的燃烧在燃烧室内分为气体燃烧区域和固体燃烧区域。经过在10kW热水锅炉燃烧玉米秸秆颗粒燃料的热工实验检验,该燃烧室结构解决了小型生物质锅炉焦油污染、燃烧不完全、不稳定以及玉米秸秆颗粒燃料灰渣结焦问题,为玉米秸秆能源化利用开辟了新途径。     

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。     

生物质成型燃料化学实验分析

生物质对提高能源利用率和缓解环境污染具有非常重要的作用。以松木、棉柴、花生壳和玉米秸秆这4种典型生物质成型燃料为实验材料,分析其化学特性。结果表明:当原料配比为80%松木+20%花生壳或玉米秸秆时,生物质成型燃料燃烧效率最高,其研究结果可为生物质燃料的高效清洁燃烧提供理论依据。     

生物质与煤矸石混烧研究综述

由于当今世界对能源的需求量很大,所以能源问题是个刻不容缓的问题。对生物质与煤矸石混烧研究情况进行了综述。概括了生物质与煤矸石燃料特性、混合燃烧特性以及二者混烧时可能存在的问题,着重探讨了玉米秸秆、葵花秸秆分别与煤矸石混合燃烧的热解特性、及动力学特性,得到了它们的混合燃烧特性。根据现阶段对生物质与煤矸石混合燃烧的研究情况以及我国生物质与煤矸石能源利用特点,对今后的研究趋势和方向做了展望,以便于缓解能源压力问题。     

生物质成型燃料循环流化床燃烧试验研究

在0.15 MW循环流化床试验台上,进行了玉米秸秆和苹果树枝成型燃料燃烧特性以及排放特性的试验研究.试验结果表明,玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料在循环流化床中能够稳定燃烧,燃烧效率达到96.8%;尾气中HCl的排放质量浓度较高,SO2的排放质量浓度随着生物质的硫含量增大而增大;使用选择性炉渣作为床料同时加入黏土作为添加剂的方法,能够有效抑制玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料燃烧过程中床料的黏结,黏土对循环流化床的物料循环流化起到了稳定作用.     

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...     

某秸秆电站燃料的燃烧特性实验研究

用热重分析法对华北地区某秸秆电站2种主要燃料(小麦、玉米)的燃烧过程及其动力学规律的进行了实验研究。并分析了生物质直燃锅炉积灰结渣严重的原因。实验中以20℃/min的升温速率分别对小麦和玉米秸杆进行了空气气氛下的燃烧实验,得到了反映2种生物质秸秆燃烧过程的燃烧特征参数。结果表明,2种秸秆在不同的燃烧区间的燃烧动力学参数有较大差别。     

生物质与煤混燃灰熔融结渣特性的实验研究

通过对生物质燃料（锯末、玉米秸和麦秸）与煤混燃灰化学成分和熔融温度的测定,利用灰分的碱酸比B／A、硅比G、硅铝比S／A、积灰沾污特性指数Hw、磨损特性指数日。等判别指数对生物质纯燃、与煤混燃时的结渣、积灰和磨损特性进行了研究和分析。结果表明,生物质灰都具有结渣倾向,麦秸灰具有严重的积灰倾向,玉米秸灰和锯末灰有易积灰倾向。生物质灰的磨损倾向都较轻微。随着生物质与煤混燃比例的增加,结渣有加重趋势。灰中酸性氧化物和碱性氧化物的含量会直接影响灰的熔融温度。     

Oxygen enriched co-combustion of biomass and bituminous coal

The oxy-fuel co-combustion behavior of two herbaceous biomass species (Bermuda grass and cornstalk) with bituminous coal was investigated by thermal gravimetric analysis (40°C/min). The incorporation of Bermuda grass or cornstalk could improve combustion indices of the bituminous coal. Once blending the biomass with bituminous coal, ignition temperatures of blends could be advanced by about 100–170°C. With increasing the oxygen concentration or blending ratio, the comprehensive performance index of the most blends and their parent samples increased. For the 80%grass/20%coal blend, there was a strong synergistic effect in its parent samples at 60% oxygen concentration.     

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.     

Interactions and kinetic analysis of oil shale semi-coke with cornstalk during co-combustion

The combustion experiments of oil shale semi-coke from Wang Qing retorts, cornstalk as well as their mixture were conducted under different heating rates using the thermogravimetric analyzer. The results showed that the advance ignition and burnout can be achieved when semi-coke was mixed with cornstalk. Derivative thermogravimetric curve of the experiment was compared with that of the calculated. The values of interaction index were solved. The interaction of mixture in the combustion process occurred mainly in 400–600 °C. It can be explained that the combustion of fixed carbon in cornstalk was delayed. The kinetics of combustion was studied for samples. The activation enthalpy, activation entropy and free energy of activation were analyzed by Kissinger–Akahira–Sunose equation and distributed activation energy model based on Eyring rate constant. The free energy of activation decreased with the addition of cornstalk proportion in the mixture. The results showed the feasibility using Johnson–Mehl–Avrami equation to simulate thermogravimetric curve. The representation of free energy of activation simulated agrees with that solved by Kissinger–Akahira–Sunose equation.     

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.     

A review of European standards for pellet quality

The quality of pellets is directly related to their physical, chemical, and mechanical properties. It affects the emissions resulting from their combustion and also their use in stoves and boilers. Certain European countries have developed standards specifying control parameters and guidelines with a view to guaranteeing the effective and environmentally-friendly combustion of pellets. This paper presents a comparative study of regulations and standards created by government authorities in Austria, Sweden, Germany, Italy, and France. Also considered are the guidelines of the European Standard Committee CEN/TC 335 for densified biomass fuels. The comparison of these standards provides evidence of significant differences in the quality parameters and guidelines for the manufacture and use of pellets in Europe. The results obtained could be used as a technical reference for all issues related to the production, sale and research on pellets.     

北方农村复合颗粒燃料取暖全生命周期评价研究

以秸秆和煤为原料制备复合颗粒燃料,利用全生命周期评价方法,研究颗粒燃烧取暖全生命周期过程中的能源消耗和环境影响。结果表明：颗粒燃料取暖全生命周期过程中能量投入为908 MJ/t,燃烧释放热量15490 MJ/t,能量产出投入比为17.1,能源转化效率较高。颗粒燃料的能量投入主要来自玉米种植,种植过程中的氮肥使用消耗较多能量。对气候变化（GWP）和酸化（AP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的燃烧,其中燃烧污染物排放的直接贡献最大,贡献率分别为53.22%和46.08%;对水资源消耗（WU）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的压制,贡献率为71.56%;对富营养化潜值（EP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料燃烧后的废渣排放,贡献率为43.40%。     

成型炭化过程对磷酸-污泥-木屑成型炭性能的影响

以杉木屑和污泥为原料,磷酸为添加剂,探讨成型温度（70~100 ℃）、成型压力（80~110 MPa）和炭化温度（300~600 ℃）对磷酸-污泥-杉木屑成型炭物理性能和产率的影响,并对物理性能最佳的成型炭进行燃烧特性分析和重金属分析。结果表明,成型温度与成型压力对成型炭物理性能的影响相似,随着成型压力的增大和成型温度的升高成型炭物理性能均先升高后下降,炭化温度对成型炭物理性能影响较复杂。经80 ℃和100 MPa成型后再经500 ℃炭化制得的成型炭表观密度与抗压强度最大,分别为1279.0 kg/m³和18.7 MPa,均远高于商用烧烤炭。成型炭产率随炭化温度的升高而减小,由300 ℃的72.0%减至600 ℃的52.2%。较高的成型炭物理性能和产率可在一定程度上降低储存和运输成本,实现生物质废弃物的高效利用。