添加污泥与磷酸对生物质成型炭性能影响研究

生物质成型炭是生物质利用的重要方式之一,制备时需要添加黏结剂增强其品质.污泥可作为黏结剂用于制备生物质成型燃料.H₃PO₄作为添加剂可提高成型炭的品质且具有钝化污泥中重金属的作用.本研究以杉木屑为原料,探讨添加H₃PO₄和污泥制备高机械强度成型炭的可能性,分析了添加污泥和H₃PO₄对成型炭机械性能和产率的影响,并考察了成型炭中重金属的固定效果.结果表明:污泥的添加可提高成型炭的机械性能(抗压强度和表观密度),且木屑与污泥的质量比为2∶1时成型炭机械性能最佳且产率最高,其抗压强度为18.1 MPa,表观密度为1278.8kg/m³,均优于生物质成型炭机械性能标准,干基低位热值为12.05 MJ/kg;添加磷酸可明显提高成型炭机械性能和产率,且重金属分析表明磷酸的加入可降低成型炭中的重金属风险等级.     

高钠煤灰烧结特性研究进展

中国新疆准东煤具有储量巨大、开采成本低、挥发分高、硫含量低等特点,是优质的动力用煤。但准东煤钠含量高,燃烧利用时易在受热面上形成烧结性积灰,产生严重的结渣,极大限制了高钠煤的开发利用。因此,要实现高钠煤的清洁高效利用,需充分认识高钠煤灰的烧结特性。总结了高钠煤积灰结渣机理,概述了高钠煤灰烧结机制,探讨了二者之间的内在关联。高钠煤在燃烧过程中,煤中碱金属(主要为钠)释放并以Na_2SO_4、NaCl及Na的形式存在于烟气中,与受热面接触并于其上冷凝形成黏性内白层,内白层捕获飞灰颗粒后反应生成低熔点化合物,其烧结温度降低,使锅炉受热面上发生沾污增强型的"沾污烧结"过程。高钠煤灰的烧结过程包含固相烧结、液相烧结和气相烧结3种方式,对煤灰烧结过程的影响因素包括反应温度、化学组成、煤灰粒径、反应气氛、添加剂种类、锅炉设计和锅炉运行工况等。其中添加剂按氧化物种类可分为碱性氧化物和酸性氧化物,一般情况下碱性氧化物可以降低煤灰烧结温度,酸性氧化物可提高煤灰烧结温度。未来对于提高高钠煤灰烧结温度的研究方向可从新型添加剂出发,找到既能固定烟气中的钠,又能与灰渣中的低熔点含钠矿物质反应生成高熔点化合物的单一或混合成分的添加剂。同时,关于钠蒸气对积灰结渣在微观层面上的动态特性的影响机制也需进一步研究。概述了煤灰烧结温度的测量方法,热导率分析法、压力测量法、热机械分析法、筛分法和压降法,其中压降法是目前为止测量烧结温度较为准确的方法。介绍了上海理工大学碳基燃料洁净转化实验室在高钠煤灰烧结特性方面的研究方向,以期为解决燃用高钠煤锅炉积灰结渣问题提供参考。     

基于均衡池和莱维飞行的饥饿游戏搜索算法

针对饥饿游戏搜索算法（hunger games search,HGS）存在收敛速度慢和易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于均衡池和莱维飞行的饥饿游戏搜索算法（equilibrium Lévy hunger games search,ELHGS）。该算法首先利用tent映射产生更具多样性的初始种群;受到平衡优化器算法（EO）的启发,提出一种基于动态均衡池收敛的更新公式,其动态调整的更新策略使算法的全局搜索能力增强;为了进一步增强算法跳出局部最优的能力,在一定条件下对种群实施基于莱维飞行的变异操作。对23个基准函数进行仿真实验,结果显示与原始HGS算法相比,ELHGS求解精度更高、收敛更为迅速,在高维度多峰函数问题上效果最为显著。     

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。     

基于停滞检测的双向搜索灰狼优化算法

针对灰狼优化算法（GWO）易陷入局部最优、收敛速度低的问题,提出了一种基于停滞检测的双向搜索灰狼优化算法（DBGWO）。为了提升初始种群的质量,引入了Bernouilli shift映射;为了充分利用GWO特有的头狼机制,实现整体提升算法性能的目的,提出一种双向搜索策略;为了提升算法跳出局部最优的能力、增加算法的收敛速度,提出一种停滞检测机制,针对算法是否有陷入局部最优风险的判断,狼群会采取相应的措施改变当前状态。通过对23个基准测试函数进行仿真实验结果表明,所提算法在求解多峰函数问题上效果显著,同时在求解最优解非0点的函数问题上表现也较为优越。将该算法用于求解多阈值图像分割问题,解决了用Kapur熵法计算多阈值时耗时过长的问题。