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1 278.8 kg/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．     

成型生物质高温炭化及成型炭理化性能研究

分别将棉杆、木屑两种单一的生物质原料及其混合原料成型(炭化压力60 MPa)造粒,并于固定床热解炉内对成型生物质进行炭化实验,分析炭化温度(400、500和600℃)及棉杆的掺混比例对成型炭理化性能的影响。研究表明:物理特性方面,随着炭化温度的升高,生物质成型炭的表观密度和抗压强度均呈先减小后增大的趋势;相同炭化温度条件下,随着棉杆掺混比例的增加,成型炭的表观密度增大,但抗压强度呈先减小后增大的趋势;化学特性方面,随着炭化温度的升高,成型炭的热值增加,但燃烧特性变差,灰分产率增加;随着棉杆掺混比例的增加,成型炭的燃烧特性改善,但热值降低,灰分产率增加;通过先成型再炭化制得的成型炭灰分和固定碳产率均优于欧盟标准EN1860-2:2005;在炭化温度为400、500和600℃时成型生物质中至少含有20%、40%和60%的棉杆可使其燃烧特性指标优于商用烧烤炭。     

生物质炭化成型技术工艺的研究进展

首先介绍了国内外目前的生物质炭化技术,而后概述了炭化生物质成型技术的制备工艺,介绍了国内外生物质炭成型技术,讨论了生物质炭化成型燃料性能的影响因素,最后指出生物质炭化成型技术的问题和研究方向。     

水热处理对生物质成型炭理化性质的影响

棉秆(CS)及木屑(WS)经高压反应釜水热预处理后压制成型,并于固定床热解炉内进行炭化实验,利用电子万能材料试验机、热重分析仪等分析手段分析水热预处理对生物质成型炭的产率、物理性能(机械强度和表观密度)、热值及燃烧性能的影响.研究表明:随着水热温度的升高,生物质成型炭的产率增加且热值稳定,但燃烧性能变差;经水热预处理制...     

FeCl3对稻壳水热炭基本元素及燃烧特性影响

以稻壳为原料,FeCl₃为催化剂,利用元素分析仪和热重法研究稻壳水热炭元素结构和燃烧特性,考察水热温度、催化剂浓度对于水热炭元素结构和燃烧特性的影响。结果表明：1)随着水热温度升高,水热炭固定碳含量和热值增大,O/C和H/C原子比逐渐降低。FeCl₃的加入进一步加深了水热炭的碳化程度,但对于碳化程度影响效果,水热温度大于FeCl₃浓度;2)未添加FeCl₃时,水热炭燃烧呈双峰,且挥发分燃烧段峰值明显高于固定碳燃烧段。水热温度上升,挥发分燃烧峰值下降,固定碳燃烧峰值增加。加入FeCl₃后,固定碳燃烧范围扩大,双峰逐渐融为单峰,整体向高温区转移;3)水热温度一定时,随着催化剂浓度增大,水热炭燃烧DTG曲线由双峰变为单峰,整体向低温区转移;4)升温速率加快,导致样品着火温度、燃尽温度提高,水热炭燃烧整体向高温区转移;5)水热温度一定时,FeCl₃加入后,着火温度和燃尽温度均小幅度提前,综合燃烧特性指数S_N呈先增大后减小的趋势。FeCl     

生物质成型燃料技术及应用前景

分析了现国内生物质电厂集中存在的燃料问题,而生物质成型燃料能够解决秸秆运输、储存、防火等问题,具有广阔的发展前景。对比介绍了生物质成型技术,分析生物质成型燃料的燃料特性。结果表明,生物质成型燃料可以改善燃烧特性,燃烬时间长,有利于提高生物质灰熔点。     

烟秆和木屑生物质颗粒燃料成型工艺参数优化

文章以烟秆和木屑为研究对象,首先研究了当生物质成型颗粒的成型特性最佳时,烟秆和木屑的混合比,并在此基础上进行了单因素试验和多因素正交试验,得到了关于生物质成型颗粒径向抗压力和密度的回归方程。研究结果表明:当烟秆含量为50%时,生物质成型颗粒的成型特性最佳;成型温度、原料含水率和成型压力对生物质成型颗粒密度和径向抗压力影响的大小顺序均为成型压力﹥成型温度﹥原料含水率;当成型压力为6.5 kN,成型温度为101℃,原料含水率为13.5%时,生物质成型颗粒的径向抗压力取得最大值1.73 kN,颗粒密度取得最大值1 334.56 kg/m~3。     

生物质衍生物高温热裂解制炭的研究

由于在能源和环境上的重大应用,生物炭近年来备受关注.本文研究了炭化温度、加热速率和保温时间对生物质衍生物(棉秆与污泥压缩成型的颗粒燃料)制炭后的低位热值(LHV)、炭产率和能源得率等性能指标的影响规律.结果表明:炭化温度为600℃、加热速率为20℃/min、保温时间为20min时,制得的生物炭具有最高的能源得率为52％,获得最佳的反应条件,同时此条件下的低位热值为14.1 MJ/g,炭产率为41.5％.与秸秆制得生物炭性能指标相比,生物质衍生物压缩成型炭化是一项很有潜力的方法.     

生物质炭化颗粒燃烧过程的数值模拟研究

文中应用计算流体力学软件,采用正交法针对生物质炭化颗粒的燃烧过程进行了详细地数值计算,在不同二次风流量和进气温度条件下获得了煤粉燃烧器燃用生物质炭化颗粒的温度场分布及氮氧化物生成情况,并通过对比分析获得了最优方案.研究表明生物质炭化颗粒在燃烧器内部的火焰传播受二次风影响非常明显,在特定工况下存在着最优二次风的进气温度及风量.本文的研究提供了一种获得最优二次风参数的方法,对传统煤粉燃烧器燃用生物质颗粒具有一定指导意义.     

K2CO3浓度和保温时间对秸秆水热产物特性的影响

以水稻秆和玉米秆为原料,开展不同K2CO3浓度和保温时间下的水热炭化试验,研究秸秆水热炭和液体产物的理化特性.结果表明,随着K2CO3浓度的增大和保温时间的增加,水热炭产率从35.65％降至22.86％,气体产率从4.68％增至13.03％;液体产物的产率、pH值、电导率、NH4+-N浓度增大,PO43--P浓度减小;...     

酸洗预处理对生物质热解焦物理化学特性的影响

选用松木、杨木、玉米秸秆和稻壳4种生物质为原料,采用3%（体积分数）乙酸溶液进行洗涤除灰后,进行快速热解实验,对比研究酸洗预处理对4种生物质热解焦物理化学特性的影响。结果表明：乙酸酸洗可有效去除松木、杨木、玉米秸秆和稻壳灰分中的大部分无机元素,从而促进热解过程中挥发分的释放、显著改善热解焦的表面化学特性。酸洗可促进热解焦孔隙结构的形成,提高比表面积和总孔容积,但会使平均孔径减小,这表明酸洗主要提高微孔率,对微孔的形成有较大的促进作用。同时,酸洗使得更多的含氧官能团保留在生物质热解焦表面,这种影响对玉米秸秆和稻壳尤为明显。气化焦油的吸附实验结果表明酸洗后热解焦的吸附能力有所增加。