生物质颗粒燃料成型条件的研究

分析了在常温条件下生产生物质颗粒燃料的技术条件、设备系统及其实际运行状况;研究了环模压缩比、原料种类和原料含水率等因素对颗粒燃料密度的影响;总结了高密度颗粒燃料在较低能耗情况下的成型条件。该研究工作为生物质颗粒燃料技术的开发及产业化应用奠定了基础。     

生物质颗粒燃料的成型能耗试验研究

以陕西地区苹果树修剪枝为原料,采用自制的生物质成型燃料多参数调控试验系统,分析单颗粒成型过程中的压力-位移曲线,考察基质含水率(5%~20%)、成型温度(70~150℃)和压力(80~120 MPa)对颗粒燃料成型能耗的影响。结果表明:随着压具位移的增加,挤压过程的压力变化呈3个阶段:松散段、过渡段和压紧段;推出过程的压力变化总体呈波动下滑的趋势,且初期压力波动范围较大。试验范围内,随着温度的升高,挤压能耗降低、推出能耗升高;随着压力的增大,二者均升高;基质含水率影响趋势相同,15%均达到最低值(29.47、4.79 J/g)。     

生物质成型燃料蒸汽锅炉的设计与研究

对生物质成型燃料的燃烧特性进行分析,针对生物质燃料挥发分含量高、热损失大、后劲不足的燃烧特性,在充分继承原燃煤链条炉优点的基础上,创新开发出一种具有特殊结构形式的链条炉。该锅炉采用前轴驱动链条炉排,高而短的前拱和低而长的后拱,在炉膛燃烧区设计二次风喷嘴,在炉膛下部、前拱区及后拱区都采用绝热炉膛,可使燃烧更加稳定、充分,不完全燃烧和热损失大大减少,热效率提高。该锅炉已在河南某地投入使用,通过实地考察该锅炉运行状况良好,主要技术经济指标都达到了设计要求,证明该设计可行,为生物质成型燃料锅炉的设计奠定了基础。     

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。     

生物质致密成型设备生产颗粒燃料技术及经济分析

介绍了生物质颗粒燃料的加工原理和生产设备，给出了成型的关键部件——环模的具体形状和尺寸。通过对一个年产5000t玉米秸秆颗粒燃料的生产线进行的经济性分析表明，生物质颗粒燃料生产是生物质能利用的一条有效途径。     

毛竹颗粒燃料成型工艺研究

以毛竹废弃物为原料,采用自制设备制备毛竹成型颗粒,分析了粉碎粒径、含水率、预热温度、成型压力对颗粒成型的影响,并以松弛密度、耐久度为指标,采用单因素及正交试验对毛竹成型颗粒制备工艺参数进行了优化。结果表明:当粒径小于0.38 mm,含水率为15%,预热温度为125℃,成型压力为20 MPa时,成型效果最好,此时成型颗粒的松弛密度为1.110 g/cm3,耐久性为0.955。该工艺的优化设计为毛竹废弃物制备成型颗粒工艺参数的选择提供了参考。     

生物质成型燃料链条炉主要设计参数的试验确定

根据生物质成型燃料燃烧特性、链条炉热力学特性及燃烧设备的设计实践经验,在特制的生物质成型燃料链条炉上,结合工业锅炉热工性能试验规程(GB 10180-2003)、工业锅炉节能监测方法(GB/T15317-1994)、锅炉烟尘测试方法(GB 5468-91)和锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2014),对4种工况进行试验,确定出生物质成型燃料链条炉主要设计参数,从而为生物质成型燃料链条炉的设计及技术改造提供科学依据。     

生物质压缩成型燃料技术研究综述

1 引言 随着农业和农村经济的发展,生产过程中产生的废弃物不断增加,浪费现象加剧。为了保护人类自身生存的环境,并缓解能源日益短缺的矛盾,必须对越来越多的农业、林业和农副产品加工业的废料以及城镇垃圾等方面的有机物进行处理。因此,一种既能解决环境保护又能生产代用燃料的生物质压缩成型燃料技术已越来越受到人们的重视。近年来,压缩成型燃料已成为为一门新兴的学科和新办的工业,在许多国家崛起,并得到迅速的发展。压缩成型的各种燃料已先后在一些国家中作为商品销售。     

DZW12—1.25—BMF燃生物质成型燃料锅炉设计

结合生物质成型燃料特性,指出其对锅炉结构的影响,并重点介绍了一台DZW12—1.25—BMF型锅炉的设计思路。     

秸秆成型燃料锅炉的设计及试验研究

根据秸秆成型燃料高挥发性和燃烧稳定的特点,完成了输出热负荷200 kW的秸秆成型燃料锅炉的设计。其炉膛可分为热解区、炭燃烧区与挥发分燃烧区3部分,实现了秸秆成型燃料的分段燃烧。以直径不同的5种玉米秸秆成型燃料进行了试验研究,分别对其输出热负荷、燃气中CO含量及热利用效率进行了测试,发现利用直径为40～50 mm成型燃料时,锅炉的输出热负荷最大,热利用率较高,烟气中CO含量较低。     

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.     

加快制定我国生物质成型燃料的标准

生物质成型燃料是生物质能开发利用的一个重要途径。加快生物质成型燃料标准规范的制订是促进生物质成型燃料产业化发展的重要环节。借鉴欧洲国家的生物质成型燃料标准经验，从注重我国用户的使用需求、生产和运输的方便性以及燃料的清洁性出发，加快制定适合我国的生物质成型燃料标准。     

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。     

竹材颗粒燃料的经济效益分析

竹材颗粒燃料是我国具有商业化开发潜力的生物质固体能源。为推进竹材颗粒燃料的产业化发展和预测产品的市场前景,本研究以年产10万t的竹材颗粒燃料生产线为例,运用技术经济学原理和方法分析我国开发竹材颗粒燃料的经济效益。研究表明,该技术生产线的年盈利额与利润较高,年盈利为5 130万元,年利润为3 437.1万元,成本利润率为64%,净现值为18 807.41万元;投资回收期较短、风险小,投资回收期为3.07 a,内部收益率为40.1%,明显高于行业的平均水平(11%)。利用竹材或竹材加工剩余物生产竹材颗粒燃料整体经济性能较优,该技术生产线作为完善的投资是可行的。     

Study on voltage clamping and self-humidification effects of pem fuel cell system with dual recirculation based on orthogonal test method

Durability and reliability are still major challenges of vehicular polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) systems. With exhaust gas recirculation on both the anode and cathode sides, two important functions can be achieved: the voltage clamping in low current density, and the self-humidification without any external humidifiers. The former restrains catalyst decay in small load working conditions, and the latter is beneficial for improving the cold-start ability. In this study, dynamic performances and stable characteristics of a fuel cell system with dual exhaust gas recirculation are firstly experimentally studied using an orthogonal test method. System parameters, including humidification temperature of cathode external humidifier, fresh air stoichiometric ratio (SR), current density, cathode and anode recirculation pump speeds, are regarded as key factors in the experiments based on the testing conditions of the test-bench. Two four-factor and three-level orthogonal tables are designed, and the effects of key factors on system performance indices (average cell voltage, relative humidity (RH) at cathode inlet, high frequency resistance (HFR), oxygen concentrations at cathode inlet and outlet, and the concentration difference between these two positions) are investigated. Results show that: (1) with the cathode recirculation, the cell voltage can be reduced in low current densities by coordinately adjusting the recycled gas flow and reducing fresh air SR; (2) with the dual recirculation, the fuel cell membrane can be well hydrated, and system performance only shows 3% reduction compared with a system with an external humidifier; (3) the difference between the oxygen molar concentration at the inlet and outlet of cathode gas channels becomes small using dual recirculation.     

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。     

一种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置的研制

抗碎性是评价生物质颗粒燃料品质特性的一个重要标准参数。介绍了以我国标准为依据,参考国外抗碎性测量仪和我国焦炭抗碎性测量仪器,研制的一种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置,并通过实验确定所需转速、电机的功率和主体尺寸等主要设计参数。这种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置能较好地模拟颗粒燃料在运输过程中受到的各种压力,自动运转,使得测量更加方便,且其结果精确可靠。     

Evaluation of a compression molded composite bipolar plate for direct methanol fuel cell

A polymer–graphite composite bipolar plate of direct methanol fuel cell (DMFC) was fabricated by a compression molding method. The electrical conductivity and electrochemical behavior of the composite material under DMFC operating conditions were evaluated. The results show that the composite bipolar plate has a good electrical conductivity. Moreover, the through-plane conductivity of the composite material is higher than the in-plane one, which is ascribed to the anisotropic property of the composite bipolar plate resulted from the compression molding process. Corrosion tests show that the stable current density is below 10 μA cm⁻² under both anode and cathode conditions of DMFC. The discharge test of the DMFC single cell also presents a satisfactory result.     

生物质颗粒燃料燃烧污染物排放特性

为研究生物质颗粒燃料燃烧时气态污染物(CO,CO_2,NO_2,SO_2)和颗粒物排放情况,选用一种小型民用炉,基于自行搭建的生物质燃烧试验平台,采用TESTO便携式烟气分析仪,低压电子冲击仪等设备,对锅炉进行了瞬时输出功率的测定,并对生物质颗粒燃料在不同质量和不同过量空气系数下的气态污染物和颗粒物排放特性进行了研究。试验结果表明:CO的浓度变化与瞬时输出功率变化存在负相关关系,CO_2,NO_x和SO_2的浓度变化与瞬时输出功率变化存在正相关关系;增大生物质颗粒燃料的质量,控制较小的过量空气系数有利于降低气态污染物和颗粒物浓度,尤其是积聚模态的颗粒物的数量浓度和质量浓度。     

高效燃用生物质颗粒蒸汽锅炉的研究与设计

介绍了生物质颗粒燃料的燃烧特性,针对燃用生物质颗粒燃料的蒸汽锅炉结构设计的要求,提出了增大锅炉炉膛结构,改善一二次进风的配比,采用二次进风热能回收和PLC自动控制等方面的改进措施。