生物质资源的再利用

4.生物质气化原理 生物质气化是将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程.生物质是碳氢化合物,在一定的装置中,缺氧燃烧,经热分解反应,生成含一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体,可替代矿石燃料,供生产和生活用能.它造价低,安装、生产方便,燃烧时没有颗粒排放和仅有较小的气体污染.因此,生物质产生的可燃气体又是一种很方便的高品位可燃气体,被越来越多的广泛应用于工农业生产的各个领域.     

基于变压射流燃烧技术的生物质炉具设计

生物质炉具是通过生物质燃烧提供热量的环保型炉具,具有高效、环保、热效率高、烟尘排放低等优点,被广泛应用于民用热水、建筑采暖和工业热力等领域中,在我国有着悠久的历史和广泛的基础。然而,市面上现存的生物质炉具由于技术限制,在燃烧过程中难以保证生物质燃料充分燃烧,存在锅炉热效率低及污染环境问题;故本文设计了一种基于变压射流燃烧技术的生物质成型燃烧炉具,即在燃烧过程中,2个进气机构所形成的一次风和二次风在炉体中以自旋、整体旋或者二者叠加的方式存在,通过改变两次风的风量比例、进气位置、充气角度,在炉具内形成不同的风压射流,以强化热质传递,确保燃尽效果,在燃烧过程中有效控制氮氧化物的生成与排放。燃料燃烧试验结果表明：玉米秸秆燃烧热效率为85.97%,底灰结渣率为3.42%,生物质颗粒燃烧较充分;SO2排放量为18.34mg/m3,NOx排放量为91.45mg/m3,CO体积分数为0.092%,污染物排放量符合国家标准;锅炉具有较好的稳定性,满足设计要求。     

生物质资源的再利用

4．生物质气化原理 生物质气化是将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程。生物质是碳氢化合物，在一定的装置中，缺氧燃烧，经热分解反应，生成含一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体，可替代矿石燃料，供生产和生活用能：它造价低，安装、生产方便，燃烧时没有颗粒排放和仅有较小的气体污染。因此，生物质产生的可燃气体又是一种很方便的高品位可燃气体，被越来越多的广泛应用于工农业生产的各个领域。     

发展秸秆气化技术是我国秸秆能源化利用的有效途径

秸秆气化集中供气技术,采用了类似发生炉煤气的制气原理,使农作物秸秆等生物质原料在控氧状态下燃烧反应,将生物质的主要成份碳、氢(木质素、粗纤维、氢、氧)等元素转化为可燃的一氧化碳、氢、甲烷、丙烷等气体,秸秆中大部分能量转移到气体中;再去除可燃气体中的灰分、焦油等杂质,可燃气体通过管网送入用户燃烧时,能量就释放出来。秸秆气化技术是一种热化学处理技术,采用工程设备     

秸秆成型燃料炉具设计与试验

以作物秸秆为原料制成的生物质颗粒燃料具有便于储存运输,燃烧热效率高等优点,可以用来替代煤炭作为农村家庭生活炊事与冬季取暖的主要能源。但生物质颗粒燃烧会排放较多的氮氧化物,目前生物质脱氮一般应用于大型工业炉内,农村家用的生物质锅炉基本没有氮氧化物处理装置。根据生物质燃料的燃烧特性,本文首先阐述了所设计秸秆成型燃料专用炉具的结构和关键燃烧技术,对玉米秸秆成型燃料进行燃烧试验研究。采用KM9106型烟气分析仪测量燃烧时烟气中NO、NO2和烟气氧含量。结果表明通过改变二次风的风量比例、进气位置、充气角度,在炉具内形成不同的风压射流,以强化热质传递,确保燃尽效果,有效控制氮氧化物的生成与排放。试验结果表明,当一、二次风量比例为3∶1、扰流形成的风压射流配送二次风时,秸秆成型燃料烧温度最高,燃烧充分,满足高效清洁燃烧要求。     

生物质燃气各组分气体燃烧与排放特性试验

在一台火花点火发动机上,分别进行了生物质燃气中可燃组分CH4、CO和H2的燃烧试验,研究并对比了各组分气体的燃烧及排放特性.结果表明,H2燃烧快,热效率高,NOx排放水平较低;CH4和CO相比具有较高的热效率和较低的NOx排放水平,但其稀燃能力较弱;在实际生物质燃气中可以通过提高H2的含量来扩展稀燃极限以及提高热效率.     

基于最小二乘曲线拟合法的生物质压块质量与热效率关系研究

研究某锅炉燃烧热效率与燃烧生物质压块质量的关系,通过采用最小二乘法拟合温升与生物质压块质量的函数曲线,并且利用数据分析验证得出最优拟合曲线。同时,利用热效率计算方法计算各燃烧生物质压块质量对应的热效率,最终得出热效率随生物质燃料质量变化规律,为锅炉使用标准提供参考依据。     

CO2稀释对生物质燃气燃烧与排放特性的影响

在一台火花点火发动机上,分别进行了CO2稀释对生物质燃气中可燃组分CH4、CO和H2的燃烧及排放性能影响的试验研究。研究结果表明,稀释燃烧能够有效降低NOx排放量;适当的稀释率对发动机的平均有效压力、循环变动以及热效率的影响较小,但过大的稀释率会导致部分燃烧。通过CO2稀释燃烧的手段,可以得到生物质燃气以一定热效率和NOx排放水平为指标的适宜燃料条件范围。     

家用秸秆气化炉灶

十堰市农机技术推广站根据生物质原料在点燃后通过控制空气进量,在不完全燃烧时,固体燃料会转变成一氧化碳、甲烷、氢气等高品质的可燃气体这一气化原理,研制了富康牌秸秆气化炉,并试验成功。气化炉由炉体、转换器、炉头组成,气化炉采用内置循环风道,多次配风的结构,利用炉体自身风力循环系统,转换系统的助动力,就能进行物化反应及燃烧,产生洁净可燃气体;该炉一次装料3~5kg,火力强劲,大小可调,能连续燃烧2~3h以上,中途可封火再启燃;气化燃烧过程不产生焦油、不冒烟,环保安全又洁净;燃料就地取材,变废为宝,是农户经济而方便的生活用能方式;价…     

生物质固定床两步法气化技术

在分析焦油形成机理和裂解条件的基础上提出了一种高效的低焦油生物质气化技术.该技术将生物质低温热解和高温气化两个过程分开进行,且要求热解发生于350～500℃之间,气化温度控制在1000℃左右,气化剂当量比大约为0.3.分步气化保证了焦油强化裂解的高温条件,使其充分裂解为小分子不凝性可燃气体,从而降低了可燃气体中基础焦油质量浓度,提高了燃气品质.该工艺可使燃气中基础焦油质量浓度降低到20mg/m~3以下.     

一种生物质燃料多功能一体炉具的设计

针对目前生物质燃料炉具多数存在热效率不高、烟气氮氧化物含量高、使用不方便、功能单一等问题,提出一种生物质燃料多功能一体炉具设计方案,有自动点火、自动供料、炊事灶体、两次配风装置、水箱体、安全装置、通炕接口等设计,主要用于村镇居民炊事、冬季采暖、烧炕等。     

生物质颗粒直燃炉灶设计与试验

针对当前生物质燃烧炉灶热效率低、火力强度达不到要求、供风不充足燃烧不完全、功能单一等问题,依据集中供餐炊事对清洁生物质颗粒燃料炉灶的需求,研制了一种以层燃为燃烧方式,集炒菜、蒸饭、烧水、供热等功能于一体的生物质颗粒直燃炉灶。运行性能试验结果表明:该炉灶的炊事热效率为42.9%,综合热效率达70.7%,炊事强度为14.1 k W,烟气排放指标低于国家标准,生物质颗粒燃烧较为充分,可为以生物质颗粒为燃料的集中供餐炊事炉灶的设计与应用提供科学参考。     

生物质直燃气化炉燃烧影响因素研究

本文阐述了生物质燃料分别在有氧和缺氧条件下的燃烧过程,分析了生物质燃料本身的特性、物料粒径大小、反应温度、滞留时间和直燃气化炉具对燃料燃烧特性的影响,本研究对生物质直燃气化炉的正确设计以及优化具有一定的理论指导意义。     

谈汽油机可燃混合气的形成与燃烧过程

气缸内的可燃混合气通过火花塞点火燃烧,使气缸内气体的压力、温度急剧升高,为膨胀做功积聚能量。在燃烧过程中,燃料的燃烧是否正常,与混合气的浓度有很大关系,只有燃料正常的燃烧,才能在燃烧进程位于上止点附近最大限度的提高缸内气体的压力和温度,燃料燃烧的是否完全、最高压力点的位置、压力增长率是否合适,对发动机性能有很大的影响。     

生物质基燃气发电项目的研究与应用

生物质基燃气主要包括气化燃气和沼气两种.为此,阐述了生物质基燃气生产技术,重点介绍了一种新型无焦油生物质气化技术.同时,分析了燃气特性,包括组成成分、热值、燃烧特性等,并与发动机其它气体代用燃料进行了比较;指出了开发生物质基燃气发动机的关键环节,之后介绍了目前我国生物质基燃气发动机的现状,最后归纳了生物基燃气发电项目实现产业化的关键.     

生物质混燃在农村能源供应中应用分析

通过对比生物质、燃煤及两者1∶1的混合燃料在燃煤炉具中采暖及炊事两种工况下的能量效率、排放特征及经济性能,具体量化生物质混燃的技术优势,为清洁低廉的生物质能在农村地区的推广提供理论依据。结果显示,在燃煤炉具中混合燃料燃烧时的能源效率明显高于生物质燃料,且其采暖工况效率高于炊事工况效率近20%。相比于燃煤,混燃时主要气态污染物SO2、NO、NO2综合减排效果良好,PM2.5排放量远低于国标限值（100mg/MJ）。其主要有机污染排放PAHs也能得到有效控制,尤其是高环PAHs在采暖和炊事工况下的减排率可分别达到34%和87%。而相比于生物质,混燃时CO排放较少,在采暖工况下减排率为46%,炊事工况则为61%。此外由于人为操作较少,采暖工况下的污染排放量较为稳定。混合燃料价格较低,单位能量价格为0.039元/MJ,而单位质量价格仅为燃煤的1/2,燃烧器可使用低成本燃煤炉具,避免使用价格昂贵的生物质专用炉具,可确保低收入家庭居民日常用能支出维持在经济承受能力范围之内。     

下吸式气化炉木屑高温蒸汽气化制取富H2实验

设计了生物质高温蒸汽气化实验平台,主反应器为高温蒸汽发生系统和带有喉口的下吸式气化炉。利用该实验平台对木屑进行高温蒸汽气化研究,气化过程通入的蒸汽温度控制在600~1 000℃。实验结果表明:高温蒸汽既是气化过程的气化剂又是部分热载体,能有效提高气化效率,并维持炉内温度场的稳定。实验条件下,气化气可燃组分体积分数达到77%以上,当蒸汽温度为(948±4)℃时,气化气中H2体积分数达到(51.83±0.12)%,气体热值为9.81 MJ/m3,H2/CO组分比达到2.17,气化气可持续稳定燃烧,气化性能较为理想。     

生物质气化燃烧锅炉应用基础研究

在分析生物质燃料燃烧特性、压制成型加热温度、结渣原因的基础上,对生物质成型燃料锅炉进行性能模拟计算和实际推广价值分析,针对试验在生物质种类、试验条件、分析软件中存在的不足,提出相应的改进建议,为生物质气化燃烧锅炉的应用研究提供理论基础。     

辽宁省生物质炉具推广经验探析

在国家鼓励政策的带动下,辽宁省以试点村的形式开展生物质炉具推广。实地走访结果表明,生物质炉具使用不正确、缺少生物质燃料等问题突出。针对此问题,根据当地现实情况提出切实可行的发展建议,为推动辽宁省生物质行业健康发展提供借鉴。     

小型生物质直燃炉结构设计

基于目前现有生物质燃烧炉的燃烧效率低,且燃烧过程中焦油生成过多等问题。以高效率燃烧方式的薄层燃烧为该小型生物质直燃炉的主要燃烧方式,大大提高燃烧效率的同时,有效较低焦油与烟尘的产生,并且采用螺杆输送装置对炉膛进行持续供料,实现稳定的不间断燃烧,为成功解决农村生物质燃料浪费及环境污染起到积极作用,为新形势下的能源可持续发展提供思路。