生物质燃烧技术的研究进展

生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式。从影响生物质燃烧特性的因素出发,综述了生物质燃料组分、理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用,介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状,对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨,并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望。     

生物质微米燃料富氧燃烧特性分析

采用热重分析法对生物质微米燃料在不同体积分数氧条件下的燃烧特性进行研究,结果表明:随着氧体积分数的增加,生物质微米燃料的挥发分初析出温度、着火温度和燃尽温度不断降低,可燃性增强;平均和最大质量损失速率呈增加趋势,提高了燃烧强度.燃烧特性指数随着氧体积分数的增加而变大,当氧体积分数达到60%后,改善趋势变缓.     

不同配方生物质燃料物理特性与燃烧特性研究

[目的]研究生物质燃料的物理特性和燃烧特性,探讨生物质燃料在烟叶烘烤应用上的可行性。[方法]采用HCK045A型高效生物质颗粒机压制9种不同配方的颗粒燃料,同时以100%煤粉为对照(CK),对不同配方生物质燃料的结构组成、工业分析、发热量、灰分元素、结渣率、灰熔点、物理性状等物理特性及燃烧特性相关指标进行比较研究。[结果]不同配方生物质颗粒燃料在物理特性和燃料特性方面有一定差异,其中含有木屑或烟秆配方的颗粒燃料纤维素和木质素含量高于含有烟梗的配方处理,因而挥发分和固定碳含量也较高,但灰分和含水量则低于含有烟梗的配方。燃烧过程中,含有木屑或烟秆配方的燃料由于软化温度高,因而底灰结渣率低于CK,而含有烟梗配方的处理则高于CK;同时,含有木屑或烟秆配方的颗粒燃料点火时间比CK快543.55 s,燃烧持续时间比CK长1.8倍。但在抗碎强度与抗渗水性等物理性状方面,则是含有烟梗配方的处理较好。[结论]与100%煤粉烘烤相比,虽然生物质燃料发热量略低,但其他燃烧性能指标均能达到烟叶烘烤的工艺要求,可以作为烟叶烘烤的替代能源,其中50%木屑+50%烟秆的配方尤佳。     

生物质燃料直接燃烧过程特性的分析

主要介绍生物质燃料的直接燃烧过程 ,它包括生物质燃料的组成特性、热分解及燃烧过程、空气需要量、烟气量、热值和理论燃烧温度等。为利用生物质作为燃料的供热设备设计和生物质气化的研究提供理论依据     

生物质致密成型燃料燃烧机理研究进展

分析了国内外生物质致密成型燃料的微观结构及燃烧机理研究现状,提出该领域研究的重要性。     

生物质捆烧锅炉结渣特性及影响因素研究

对生物质捆烧锅炉进行了过量空气系数、炉膛温度和燃料密度等对结渣率影响的试验,分析了生物质捆烧锅炉的结渣特性.通过分析生物质捆烧锅炉的结渣过程及结渣影响因素,认为生物质捆烧锅炉的最佳运行为过量空气系数为1.6,炉膛温度为900 ℃,燃料密度为220 kg·m-3,这种工况燃烧时具有轻微结渣性.     

不同替代能源密集烤房烟叶烘烤效能对比研究

[目的]探索烟叶烘烤燃煤的替代能源。[方法]对生物质压块、生物质颗粒和醇基3类燃料与常规燃料(褐煤)的烟叶烘烤效能进行对比研究。[结果]3种替代能源在燃烧烟气中主要污染物的排放明显低于常规燃料,烘烤过程中升温速度、稳温性能明显提高(除生物质压块外),整个烘烤工艺时间可缩短6~14 h,对初烤烟叶外观质量无明显影响;醇基燃料成本较高,烘烤综合成本约是褐煤成本的2.4倍,经济效益较差。[结论]生物质颗粒燃料可作为常规燃料(褐煤)的替代能源应用于烟叶实际烘烤工艺中。     

生物质固体成型燃料的发展现状与前景展望

由于生物质固体成型燃料具有能量密度和燃烧效率高、强度大、储运和使用方便、对环境友好等优点,因此备受各国青睐。我国对生物质固化成型技术的研究已有20多年的历史,但在原料固化成型过程当中仍有许多的问题有待解决,这严重制约着我国成型产业的快速发展。介绍了我国生物质成型燃料发展的长期目标,综述了生物质成型技术在国内外的研究现状,提出了生物质成型技术存在的主要问题,并简要分析了生物质成型燃料的发展前景。     

煤和沙柳的O_2/CO_2混合燃烧特性及相互作用研究

利用综合热分析仪在O_2/CO_2(纯O_2、纯CO_2、O_2/CO_2=1∶4、O_2/CO_2=5∶5、O_2/CO_2=4∶1)气氛条件下对胜利煤、生物质(沙柳)以及二者以不同比例(煤:沙柳=1∶4、煤:沙柳=5∶5、煤:沙柳=4∶1)混合后的试样进行了TG/DTG分析,结果表明:煤、沙柳及二者的混合物的燃烧特性参数随氧气浓度及其掺混比例的变化表现出一定的规律性,含氧量≥50%的样品的燃烧机理为多相燃烧,含氧量≤20%的样品的燃烧机理为均相燃烧。沙柳与煤的混合物在不同热解区间有不同程度的相互协同/抑制作用,其中沙柳含量为20%、含氧量为80%气氛条件下的沙柳和煤的混合物的相互协同性最好,纯O_2气氛下的混合物的相互抑制性最好。本研究的创新之处在于研究不同O_2/CO_2气氛下对生物质与煤混合物的共燃烧进行燃烧特性指数的分析及二者的相互作用。通过确定合理的生物质和煤以及O_2/CO_2气氛的混合比例可确保在共热解过程中生物质与煤的协同效果最佳,研究生物质和煤的燃烧特性及协同/抑制作用可为煤和生物质的有效洁净利用及降低环境污染起到积极的作用。     

生物质热失重特性及其机理初探

为了探究生物质的燃烧机理,采用热重分析仪对豆秆、玉米秆、棉秆、榕树叶、狗尾草和芦苇等典型生物质的热解规律进行了研究。结果表明,生物质的燃烧过程主要是析出挥发分的过程,是以气相燃烧为主、多相燃烧为辅的非均相燃烧的混合过程;相对于其他燃料,生物质的活化能较低,可以作为助燃燃料添加于城市生活垃圾焚烧发电工艺;采用一级反应动力学模型能够较好地描述生物质的热解过程。     

小麦秸秆成型燃料孔隙率对燃烧效果的影响

[目的]通过小麦秸秆成型燃料孔隙率对燃烧效果的影响研究,为生物质致密成型燃料燃烧设备的设计提供依据。[方法]选取颗粒直径为80目的原料为基准体,采用自行设计的孔隙率测定装置测定其终压和密度,再由生物质致密成型燃料的实际密度和基准体的密度计算出该种燃料的相对孔隙率;并对成型燃料进行了燃烧性能试验。[结果]在80目颗粒基准体,压力为28 MPa条件下,小麦秸秆致密成型燃料的密度为1432.6 kg/m3,相对孔隙率为27.2%;当压力在5～10 MPa时,燃料燃烧性能较好,但其成型性能不太稳定,压力消失后,燃料容易反弹;压力在10～20 MPa时,燃料成型性能稳定且燃烧性能好;压力在20～28 MPa时,燃料成型性能稳定但燃料燃烧困难;压力大于28 MPa后,燃料的相对孔隙率基本没有什么变化,且燃烧性能极其不好。[结论]压力在10～20 MPa时,小麦秸秆成型燃料具有较好的压缩成型性能和燃烧性能,符合生物质成型燃料的使用条件。     

收获时间对黄土高原柳枝稷生物质产量与燃料品质的影响

为探明黄土高原半干旱地区柳枝稷生物质产量和燃料品质随收获时间的变化规律,确定适宜的收获时间,在甘肃省庆阳市进行田间试验,研究收获时间对柳枝稷生物质产量与燃料品质的影响。结果表明：1）随收获时间的推迟,柳枝稷生物质产量呈下降趋势,且叶片所占比例逐渐降低,说明产量损失主要是叶片脱落。2）柳枝稷生物质热值总体上呈降低趋势,开花期热值显著高于其他时期;延迟收获显著降低了柳枝稷生物质含水量和灰分含量;随收获时间推迟,柳枝稷茎叶纤维素、木质素含量提高,半纤维素含量降低;枯亡期之后柳枝稷生物质中K、Mg、Na、Cl等不利于燃烧的矿质元素含量显著降低,生物质的燃料品质提高。3）在柳枝稷能源生产模式下,生育季节末期柳枝稷地上部衰亡后收获生物质燃料品质较好。     

菌草作为生物质燃料的初步研究

以生长3个月、1 a、2 a的巨菌草、象草、芦竹、五节芒等4种菌草为材料,对其进行作为生物质燃料的工业分析和燃烧特性研究。结果表明:不同生长期菌草的干燥基灰分含量为5.85%-18.25%,挥发分含量为64.28%-75.79%,固定碳含量为15.70%-19.54%,全硫含量为0.12%-0.76%;干燥基高位发热量为14.67-18.49 MJ.kg-1,是原煤发热量的70.0%-88.3%,空干基高位发热量为14.27-18.20 MJ.kg-1,是原煤发热量的68.2%-86.9%;巨菌草、芦竹和五节芒不同生长期的干燥基挥发分含量、固定碳含量、发热量不同,且随着生长期延长呈先升后降趋势,生长1 a时达到最高,最适宜作为生物质燃料,4种菌草中,芦竹的发热量最高。菌草作为生物质燃料有潜在应用前景。     

一种寒地地区新型农村生物质利用方式——牛粪生物质固体燃料的研究与利用

本文研究了生物质型块粘结剂及牛粪生物固体燃料的冷压成型技术，并分析了牛粪与原煤不同原料配比对型块燃烧特性的影响。研究表明，牛粪生物质固体燃料能大大降低型煤的加工成本。开发牛粪生物质固体燃料技术对于开辟能源新领域、合理高效的利用能源，减少大气污染和保护环境都有极其重要的意义。     

牛粪复混生物质颗粒燃料成型及特性分析

为了提高以牛粪为主料的多原料混合生物质燃料的发热量,降低成型颗粒燃料含硫量,提升燃料的适用性和综合品质,选取锯末、谷糠、果树残枝3种常见的木质类和非木质类有机废弃物为辅料,通过调节原料配比及含水率,采用挤压成型和特性测定等方法,分析了原料含水率和原料配比对颗粒成型燃料成型率、全水分、灰分、挥发分、固定碳、含硫量和发热量的影响。结果表明：颗粒成型率和全水分受原料组成和含水率共同作用,低灰、低硫和高热量的生物质燃料更有利于市场应用,在满足颗粒成型的条件下,颗粒的热值与灰分、全水分呈负相关,与固定碳含量呈正相关。在牛粪中添加锯末和果树残枝更有利于降低灰分含量,增加果树残枝更有利于提高颗粒的固定碳含量,混合物料中牛粪+果树残枝2∶1混合处理的固定碳含量最高,达到17.6%。牛粪含硫量偏高,3种辅料都有利于降低成型燃料的含硫量,牛粪+果树残枝2∶1混合与牛粪+锯末+果树残枝1∶1∶1混合等多个组合可以将牛粪含硫量从0.30%降到0.10%~0.12%,与单独牛粪相比,发热量提高2.88%~4.63%。综合各处理组的原料成型率和燃料燃烧特性,牛粪与果树残枝2∶1混合是牛粪制备颗粒燃料的最优组合配方。     

农村生物质能源利用现状及发展对策——以湖北当阳为例

近年来,生物质作为清洁的可再生能源,日益受到全社会重视。以湖北省当阳市为例,对农村生物质的能源利用进行了调查分析,重点探讨该地的生物质直燃发电项目,以期为我国广大农村合理、高效利用生物质能提供经验与借鉴。研究发现生物质发电面临原料供应不足和环境污染问题,而当地生物质资源的综合利用也存在一定不足。基于此,提出了应优化电厂原料供应、促进生物质资源梯级开发、引进先进技术等建议。     

不同肥料对连作烟草根际土壤微生物及酶活性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,通过施用不同肥料, 研究了不同肥料对连作烟草产量、根际土壤微生物量、土壤酶活性的影响。结果表明：不同施肥处理对连作烟草产量及土壤微生物及酶活性的影响存在一定差异,施用农家肥有利于提高连作烟草产量。土壤微生物量分析结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤微生物量碳、氮及微生物呼吸强度依次为：农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。与土壤营养循环相关酶活性的分析结果表明,不同施肥处理后烟草根际土壤中性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性以有机肥处理后活性最大,而酸性磷酸酶则以农家肥处理后活性最高。与土壤生物抗逆性相关的多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分析的结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤抗性相关酶活性大小依次为：农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。