Ⅱ型生物质成型燃料锅炉的研制

针对Ⅰ型生物质成型燃料锅炉中存在的炉膛温度高、排烟温度高、热损失大等问题，作者对其进行了改进设计，根据生物质成型燃料的燃烧特性，研制出了Ⅱ型生物质成型燃料锅炉。对Ⅰ型和Ⅱ型生物质成型燃料锅炉进行热性能及环保性能试验，结果表明改进后的Ⅱ型生物质成型燃料锅炉热效率更高，较好的解决了Ⅰ型生物质成型燃料锅炉存在的主要问题。     

双层炉排生物质成型燃料锅炉设计与研究

根据生物质成型燃料特性，通过详细的热工计算及一定加工工艺研制出适合于生物质成型燃料燃烧的专用锅炉，这种锅炉采用双层炉排结构，具有消烟除尘作用。不但燃烧效率高，气体及固体不完全燃烧损失小，而且排烟中的烟尘含量，氮氧化物及二氧化硫含量低，符合国家锅炉的污染物排放标准要求。在我国秸秆代煤方面有较高的推广应用价值。     

生物质成型燃料三次配风锅炉的设计及低NOx排放效果

根据生物质原料的燃烧特性,采用三次配风锅炉,研究污染性气体及热损失随三次配风比例与进给量的变化特征。结果表明:调节三次配风的比例,可以有效改变NOx的质量浓度,当一次风、二次风和三次风进给比例为7:1:2,NOx的排放浓度达到最低,为83.45mg/m3。随着过剩空气系数(αpy)的增大,SO2、NOx的排放浓度逐渐减小,烟尘排放浓度逐渐增大,锅炉总热损失呈现先减小后增大的趋势。当αpy值为1.75时,锅炉的热损失最小,为13.8%,此时,SO2、NOx和烟尘排放质量浓度分别为29.29、83.03和74.90mg/m3,为生物质成型燃料清洁低NOx排放燃烧锅炉的设计和运行提供了依据。     

秸秆成型燃料锅炉炉膛气体浓度分布规律的试验与分析

为了评价秸秆成型燃料锅炉设计与运行水平,实现锅炉优化设计与安全、稳定、经济运行。采用直接测量方法,在锅炉正常燃烧情况下(排烟处过剩空气系数α_py为2.2),对该文作者设计的双层炉排秸秆成型燃料锅炉炉膛气体浓度分布进行试验,试验得出锅炉炉膛内CO₂,O₂,CO气体浓度在炉膛高度方向及深度方向的变化规律,并以此分析燃料层内干燥、干馏、氧化、还原、灰渣层厚度。在α_py为2.2时双层炉排秸秆成型燃料锅炉炉膛气体的浓度分布较合理,实现了锅炉安全、稳定、经济运行,锅炉的燃烧效率可达98.20％,热效率可达74.39％;同时该锅炉具有消烟除尘作用,为秸秆成型燃料锅炉燃烧设备进一步的优化设计及运行调整提供依据。     

生物质成型燃料燃烧设备结渣特性试验研究

本文采用生物质成型燃料双层炉排燃烧设备,分别进行了炉膛温度、燃料层厚度、燃料粒径和过量空气系数等对结渣率影响的试验,得出了生物质成型燃料燃烧设备的结渣特性。根据试验与观察,分析了生物质成型燃料燃烧设备的结渣过程及结渣影响因素,并总结了生物质成型燃料燃烧设备的结渣成因。     

典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验

为研究生物质颗粒燃料的燃烧特性及污染物排放特性,该文以国外引进的生物质颗粒燃料燃烧器为试验装置,选择了8种典型的生物质颗粒燃料进行试验研究。试验结果表明,挥发份含量越高,含水率越低,生物质颗粒燃料所需的点火时间越短,SO2、NOx等污染物排放质量浓度远低于国家标准,但存在着部分生物质颗粒燃料灰分含量过大、结渣严重等问题。对大多数颗粒燃料来说,软化温度越高,结渣率越低,当软化温度超过1 389℃时,不会发生结渣;Si元素、碱金属元素含量越高,越容易结渣,碱土金属元素含量越高,越抗结渣。玉米秸中Si的质量分数为27.70%,底灰结渣率达到48.84%,落叶松中Si的质量分数仅为9.76%,不结渣;使用添加剂后,玉米秸的底灰结渣率降低了22.77%。这将为设计适合中国国情的生物质颗粒燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。     

制冷炊事兼用生物质成型燃料炉具的设计

为了解决当前农村能源紧缺的问题,依据当前农村普遍生活、炊事习惯和严格的热工计算,设计出农户制冷、炊事所需要的生物质成型燃料炉具。测试结果为：热效率40.6%,上火时间15 min,旺火时间62 min,炉具达到了国家的相关标准,符合生物质的燃烧特性,污染物排放量少,燃烧比较稳定,可为制冷系统稳定运行提供能量。     

燃煤锅炉掺烧生物质气运行效率及污染物排放模拟

为解决生物质直燃给锅炉带来的运行问题,以及燃煤锅炉掺烧秸秆气对运行性能以及污染物排放的影响,建立了秸秆气化及秸秆气与煤混合燃烧模型,且对模型的气化过程与燃烧过程进行了合理验证。为保证锅炉稳定运行,设置进入锅炉系统的总热值不变,在不同秸秆含水率、秸秆气掺烧比例及炉膛过量空气系数下,研究锅炉运行性能及污染物排放变化规律。结果表明:与纯煤燃烧相比,当掺烧比和含水率从10%增大到30%,混燃温度降低,最大降幅为89.3℃;在5%～30%秸秆含水率及10%～30%秸秆气掺烧比例下,空气预热器出口处排烟体积、排烟密度、排烟质量均有变化,掺烧后锅炉效率变化范围为92.72%～93.71%,系统效率变化范围为88.75%～92.62%;空气预热器出口处烟气中NO与SO_2排放浓度随掺烧比增大均减小,10%掺烧比例条件下,过量空气系数增大,NO排放浓度先增大后稍有下降,SO_2排放浓度减小。该研究为实现生物质的合理应用并减小已有燃煤电厂的污染物排放提供了理论依据。     

生物质固体成型燃料燃烧颗粒物的数量和质量分布特性

针对中国生物质固体成型燃料燃烧过程中排放的颗粒物粒径分布不清、燃烧功率和空气量对颗粒物分布影响不明等问题,该文在生物质燃烧试验平台上,采用低压电子冲击仪（electrical low pressure impactor）设备,对玉米秸秆、棉杆、木质等3种固体生物质成型燃料分别开展了燃烧颗粒排放研究,重点研究了3种生物质成型燃料在不同功率下和不同空气量下的颗粒物的数量和质量分布。试验结果表明,3种燃料的颗粒物的数量峰值主要集中在4~7四级,占颗粒物总数量的70%以上;颗粒物质量峰值在7级和12级,占颗粒物总质量的50%以上。随着功率增加,颗粒物排放量先减小后增大,大粒径颗粒物增多,在14kW时颗粒物排放最少。随着空气量的增加,分布趋势不变,颗粒物总量减少。该研究为中国生物质固体成型燃料的颗粒物排放法规的制定提供参考。     

秸秆捆烧锅炉设计及其排放特性研究

针对中国现有秸秆捆烧锅炉燃烧不充分,燃烧后烟气净化工艺繁琐以及自动化程度较低等问题,该文基于原料分级、配风分级技术原理,设计了打捆秸秆分级燃烧系统,研发了多级配风系统和组合式烟气净化除尘装置等关键部件,并开发了智能控制系统,实现燃烧过程工艺参数的实时调控和数据采集。以打捆玉米秸秆为原料进行燃烧试验,结果表明秸秆捆烧供热锅炉的热效率为84.6%,锅炉功率为230 kW,烟尘排放平均质量浓度19.8 mg/m3,NOX质量浓度133.6 mg/m3,SO2质量浓度小于3 mg/m3,达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）要求,解决了燃烧效率低、烟尘和NOx等污染物排放高的问题,智能化的锅炉燃烧系统可开展多种工艺试验的探索,为捆烧锅炉技术装备的推广应用提供平台支撑。     

秸秆成型燃料双层炉排锅炉炉膛温度分布试验与分析

在4种工况下：1.最小风门α_py为1.6、2.较小风门α_py为2.2、3.较大风门α_py为3.2、4.最大风门α_py为4.4，分别对作者设计的双层炉排秸秆成型燃料锅炉炉膛温度分布进行试验，结果表明：在4种工况下，炉膛垂直方向、深度方向、宽度方向温度分布出现不同特点，在工况2、3之间锅炉炉膛的温度分布较合理，燃料燃烧状况较好，实现了锅炉安全、稳定、经济运行，从而为锅炉燃烧设备优化设计及运行调整提供依据。     

推广使用小型低排放采暖炉 改善城乡大气环境

在中国北方地区,小型燃煤采暖炉已经大规模使用,传统的燃烧结构造成了采暖炉排放烟气超标,对城乡大气污染日益严重。本文介绍了一种适用于小型采暖炉的低排放燃烧技术,阐述了该技术的原理,并对采用该技术的小型采暖炉的烟气排放指标与国家标准进行了对比,提出了推广使用小型低排放采暖炉,改善城乡大环境的建议。     

Effects of land-use and management practices on soil ergosterol content in andosols

Ergosterol is a fungus-specific chemical component which has been extensively used to assess the fungal biomass and activity in soils. In the present study, we investigated the soil ergosterol content in a group of Japanese soils differing in management. In addition, the relationships among the soil ergosterol content (SEC), microbial biomass C (MBC), and microbial biomass N (MBN) were also tested in different seasons. Our results showed that the SEC was lower in intensively cropped soils than in pasture and forest soils. In general, no consistent trend was observed for SEC of pasture soils within the same sampling period. However, SEC tended to decrease in most of the soils in autumn, which may be ascribed to the effect of seasonal changes on fungal biomass. No strong evidence could be obtained for the effect of different fertilizers on SEC, which can be due to different management variables and interspecific variations between fungal communities at different soil sites. Our results did not suggest the presence of a noticeable correlation between SEC and MBC or MBN. The ratio of SEC in total biomass C was lower (0.20 and 0.11% in spring and autumn, respectively) compared with the values reported.     

Response of white mustard (Sinapis alba) and the soil microbial biomass to P and Zn addition in a greenhouse pot experiment

A 45‐d pot experiment was carried out to investigate the response of white mustard and the soil microbial biomass after Zn and P addition to a P deficient silt loam. The underlying hypothesis was that P application reduces the Zn availability to crops and microbial biomass. White mustard was supplied with different levels of P (0, 50, and 100 µg g^?1 soil) and Zn (0, 10, and 20 µg g^?1 soil). Amendments of P generally reduced extractable Zn, shoot Zn and soil microbial biomass Zn. Amendments of P generally decreased the microbial biomass C/P ratio. At 20 µg Zn g^?1 soil, a negative effect on the microbial biomass C/P ratio was observed, suggesting that high contents of extractable Zn have a negative impact on the microbial P uptake. However, the minimum Zn requirements of soil microorganisms and the consequences of microbial Zn deficiency for soil microbiological processes are completely unknown.     

中国生物质能产业发展现状及趋势分析

该文在综合评价中国生物质能资源、产业发展和政策环境的基础上，分析未来生物质能产业发展趋势。中国具有丰富的生物质资源，生物质能产业初具规模：沼气产业基本形成，燃料乙醇年生产能力已达到102万t，开发了甜高粱茎秆等非粮作物生产燃料乙醇的技术，秸秆直燃发电示范工程正式并网运行；促进生物质能产业发展的宏观政策环境逐渐形成。因此得出结论：未来中国生物质能产业发展的重点是沼气及沼气发电、液体燃料、生物质固体成型燃料以及生物质发电；促进生物质能产业发展的政策环境将进一步完善；技术水平进一步提高；将有更多的大型企业参与；生物质能产业必将成为中国国民经济新的增长点。     

Ergosterol and microbial biomass relationship in soil

Ergosterol and microbial biomass C were measured in 26 arable, 16 grassland and 30 forest soils. The ergosterol content ranged from 0.75 to 12.94 g g^-1 soil. The geometric mean ergosterol content of grassland and forest soils was around 5.5 g g^-1, that of the arable soils 2.14 g g^-1. The ergosterol was significantly correlated with biomass C in the entire group of soils, but not in the subgroups of grassland and forest soils. The geometric mean of the ergosterol: microbial biomass C ratio was 6.0 mg g^-1, increasing in the order grassland (5.1), arable land (5.4) and woodland (7.2). The ergosterol:microbial biomass C ratio had a strong negative relationship with the decreasing cation exchange capacity and soil pH, indicating that the fungal part of the total microbial biomass in soils increased when the buffer capacity decreased. The average ergosterol concentration calculated from literature data was 5.1 mg g^-1 fungal dry weight. Assuming that fungi contain 46% C, the conversion factor from micrograms ergosterol to micrograms fungal biomass C is 90. For soil samples, neither saponification of the extract nor the more effective direct saponification during extraction seems to be really necessary.