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.     

玉米秸秆成型燃料燃烧机理的正交试验分析

利用玉米秸秆致密成型燃料燃烧试验台,对影响燃料燃烧的3个因素:反应温度、供风量和相对孔隙率进行三因素三水平正交试验,并进行极差分析和方差分析。试验结果表明:反应温度对燃烧速率的影响最显著,其次是供风量的影响,而燃料相对孔隙率的影响相对较弱。     

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。     

秸秆压块户用采暖装备设计与性能测试

为解决当前秸秆压块燃料采暖炉存在的燃烧不稳定、燃烧效率和热效率低、封火或低温缺氧燃烧情况下焦油生成量大等问题,设计了一种具有自动送料功能的秸秆压块采暖装备,自动送料装置能够实现12 h连续稳定输送块状燃料(输送量为2.5~3.5 kg/h),彻底取消了采暖炉夜间封火工艺,解决了炉内燃烧不稳定问题;采暖炉双燃烧室结构实现了秸秆压块燃料的分区燃烧和低温燃烧,有效防止焦油凝结和灰分结渣,降低污染物排放。经计算,反平衡综合热效率高达80.11%。反算得体积热强度为247.3 k W/m~3,炉排热强度为167k W/m~2,故推荐分区燃烧生物质采暖炉体积热强度为200~300 k W/m~3,炉排热强度为150~200 k W/m~2。研究结果可为北方农村地区秸秆压块采暖装备的设计和应用提供参考。     

柠条燃烧特性及燃烧动力学研究

应用热分析仪对柠条生物质燃料的燃烧过程进行分析,研究颗粒度、升温速率和风量对燃烧特性与动力学参数的影响。结果表明:(1)颗粒度为0.16 mm试样在升温速率为20 K/min,风量为40 mL/min的工况下,着火温度为221.1℃,最大燃烧速率温度为336.2℃,燃尽温度为559.4℃,最大燃烧速率0.6 mg/min,平均燃烧速率为0.129mg/min,相对于10 K/min和30 K/min升温速率,20 K/min工况下的燃料动力学参数最优,活化能为39.094 kJ/mol,频率因子为2.175×10~7L/min;(2)升温速率的增大会使平均燃烧速率和燃烧特性指数增大,着火温度降低;风量对燃烧速率无影响,但较大风量不利于挥发分析出和燃烧稳定性;颗粒度对挥发分析出有显著影响,颗粒度较大时需较高升温速率和风量才可充分燃烧,而颗粒度较小时即使风量较小也能充分燃烧。     

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。     

玉米秸秆打捆燃烧特性研究

采用热重-微分热重(TG-DTG)联用技术对玉米秸秆散烧、打捆、成型3种燃烧方式进行热重分析,通过计算分析得出打捆燃料燃烧特性指数,并与散烧和成型燃烧相对比。试验结果表明:捆烧与散烧和成型燃烧过程都经历水分蒸发、挥发分析出、固定碳的燃烧和燃尽4个阶段;由于打捆燃料具有独特的尺寸结构,不利于传热传质的进行,其挥发分的析出峰值时间滞后;打捆燃料挥发分不易析出,析出过程较为平稳,维持较长时间;打捆燃料燃烧后期固定碳的燃烧存在更为显著的峰值点;通过自主设计捆烧试验台对热重试验结果进行实验验证,其结果具有相似性。最后将打捆燃料燃烧特性与生物质锅炉供风系统设计相结合,采用分段式供风,提出一种新型锅炉供风系统设计思路。     

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。     

秸秆直燃锅炉燃烧数值模拟

对某75 t/h秸秆层燃锅炉进行数值模拟并用现场实测数据加以验证。计算结果与实测结果基本吻合,较好地反映出实际炉排炉稻杆层燃特性。通过对炉排炉一次风各风室比例的调整计算表明,一次风风量比例对床层稻杆的燃烧具有重要影响。针对该模型和设计燃料,当一次风4个风室风量比例为0.22∶0.32∶0.34∶0.12时运行综合效果最佳。在保证燃料水分析出段和挥发分析出燃烧段所需风量时,适当增加焦炭燃烧段的供风量有利于缩短燃烧时间,降低底灰含碳量。     

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.     

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。     

不同类型秸秆生物炭的燃烧特性与动力学分析

研究不同热解温度、粒度、种类的秸秆生物炭的燃烧特性,并进行动力学分析。结果表明,随着热解温度升高,秸秆生物炭的固定碳、C和高位热值均增加,综合燃烧指数减小,燃烧向高温区移动,活化能增大。随着升温速率增高,生物炭综合燃烧指数增大,活化能降低。生物炭着火温度为260～395℃,燃尽温度为480～555℃,500℃制备的生物炭燃烧特性最好,活化能为48～65 kJ/mol。超微生物炭的着火温度、燃尽温度和活化能最低,综合燃烧指数最高,棉花秸秆生物炭更适合作固体燃料。     

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。     

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。     

一种户用生物质燃烧炉

介绍了一种新型户用生物质燃烧炉。燃烧炉选用炉灶一体的直燃式结构,对传统的除灰方式进行了改进,设计了手摇式螺旋除灰器,同时在一次供风系统的基础上,加设了一套二次供风系统,最大程度地提升了生物质原料的利用率。对供风量进行了理论计算,以玉米秸秆为原料时,一次供风量为3.57 m3/h,二次供风量为10.70 m3/h。以玉米秸秆为原料进行了热效率测定试验,其热效率高达45.8%。     

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...     

基于渴求函数法的玉米秸秆炭与油松混合燃料工艺参数优化

针对玉米秸秆燃烧时结渣严重的缺点,将玉米秸秆炭化后与油松废弃物制成环境友好型生物炭混合燃料,采用响应面法研究物料含水率、成型温度、压强、玉米秸秆炭与油松混合物料比对燃料密度、耐久性及抗跌碎性的影响,并应用渴求函数法和多种群遗传算法对成型工艺参数进行三响应优化。结果表明：生物炭混合燃料的密度、耐久性和抗跌碎性在含水率为6%～12%时与温度和压强成正比,与玉米秸秆炭含量呈反比;在含水率6%～12%、温度70～130℃、玉米秸秆炭含量10%～20%、压强90～150 MPa条件下,燃料密度、耐久性和抗跌碎性分别达到1.02 g/cm³、94%和97%以上。最佳工艺参数组合为：含水率8.986%、温度124.272℃、玉米秸秆炭与油松混合物料比1∶9、压强120 MPa,此组合下燃料密度为1.153 g/cm3、耐久性98.823%、抗跌碎性99.573%,与预测误差仅有5.81%、0.04%、0.73%。     

生物质与煤矸石混合燃烧特性分析

文章利用TG-DTA热重分析仪,对玉米秸秆、向日葵花盘和煤矸石进行混合燃烧试验,研究了混合试样的燃烧特性。结果表明:向日葵花盘较玉米秸秆更易燃烧,燃烧过程更为剧烈、发热量更高,燃烧特性更好,而玉米秸秆燃烧过程较为稳定;两种生物质与煤矸石混合燃烧过程中,向日葵花盘与煤矸石表现出的协同作用更明显;不同含量的向日葵花盘与煤矸石燃烧过程中,随着向日葵花盘含量的增加,着火温度呈现先升高后降低的趋势,最大失重温度呈现先降低后升高的趋势,最大失重率和总的失重率均增大;300℃之前混合试样的转化率相差不大,300～600℃时向日葵花盘含量越高转化率越大,600℃之后向日葵花盘含量越少转化率增加速度越快。     

SHS20—2.45／400锅炉下炉膛改造

SHS20—2.45/400型锅炉是我厂的主要生产用炉,其辐射受热面积103m~2,对流受热面积315m~2,炉膛点燃室容积为89.64m~2炉,排面积为15m~2,省煤器受热面312m~2,空气预热器为457m~2。从这些受热面积来看,该炉具有一定的潜力,即辐射受热面及对流受热面的面积比较大,在特定的工况下,可以达到24～25t/h的蒸发量。但也有如下一些缺点:①点燃室太大,点燃困难,炉温不易保证;②炉排面积太大,冷风（一次风）太多,燃料着火困难;③水冷壁布置太低,影响点燃温度;④二次风位置不当,影响蔗渣燃烧;⑤炉门、灰门较多,漏风增加,影响炉温。 该炉设计燃料为甘蔗渣、无烟煤或贫煤。我厂近年来以燃用甘蔗渣为主,燃煤为辅。该炉在运行时,蒸发量较低,只有11～13t/h,蔗渣着火难,燃烧恶化,前拱区蔗渣堆积燃烧,后拱区无蔗渣燃烧,操作困难,易打“火炮”为了改善燃烧和增加蒸发量,我们对炉膛作了一些改造。 1 点燃室容积及炉排面积的估算     

改装直喷式柴油机中生物柴油喷雾燃烧过程试验研究

利用可视化装置,分析比较了直喷式柴油机燃用生物柴油与常规柴油的喷雾燃烧过程.研究结果表明:生物柴油的喷油时刻较早,着火时刻提前,着火滞燃期缩短,在早期预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,而在扩散燃烧阶段的燃烧速度比柴油低.通过分析燃料性质、转速和喷油压力这3种因素对生物柴油燃料喷雾燃烧过程的影响,从而得出影响规律为:混合燃料喷油始点、着火时刻均有所提前,滞燃期变短,B5混合燃料的最高燃烧压力最高且出现稍早;生物柴油在高转速工况时的燃烧速度大,且最高燃烧压力也略高;随着喷油压力的提高,滞燃期缩短,燃烧持续期相应缩短,最高燃烧压力升高.