基于非等温热重分析法的醋糟燃烧动力学特性分析

利用非等温热重分析法,在不同升温速率、样品粒径及氧气体积分数条件下对特殊的生物质醋糟进行了燃烧特性的研究,分析了不同条件对醋糟燃烧特性参数的影响,并且建立了醋糟的燃烧动力学方程,计算了燃烧动力学参数及机理函数。结果表明:升温速率的增大有助于醋糟的燃烧。样品粒径及氧气体积分数的影响相对较小,且其值变化到一定值后影响不再明显。由Satava-Sestak法计算得到了醋糟燃烧动力参数:活化能Es、指前因子As、机理函数的积分形式G(α)。得到G(α)=[-ln(1-α)]3,醋糟的挥发分析出和燃烧阶段及固定碳燃烧阶段的Es和lgAs都比较相近,Es为120～130 kJ/mol,lgAs为9～11。     

秸秆水热生物炭燃烧特性评价

为推动水热生物炭燃料化利用,以不同水热炭化温度（200、240、280、320、360℃）下得到的小麦秸秆水热生物炭为原料,利用生物炭化学组成、动力学参数、燃烧指数对水热生物炭燃烧特性进行了评价,并研究了水热炭化温度对燃烧特性的影响。研究结果表明,随着水热炭化温度由200℃增加到360℃,由于脱水、脱羧反应的发生,水热生物炭的燃料比由0.34增加到1.2,O/C和H/C物质的量比分别由0.5、1.17降至0.07、0.67,水热生物炭的煤化程度升高;水热生物炭在低温段、高温段的活化能分别由14、67kJ/mol增加到41.4、76.5kJ/mol,水热生物炭燃烧反应活性降低;无量纲燃烧指数Z由3.49×10-2降至6.64×10-3,表明燃烧反应活性降低,这与化学组分和表观活化能的评价结果一致,指数Z可用于衡量水热生物炭的燃烧活性。     

油菜秸秆燃烧特性及其主要气体产物表征分析

以油菜秸秆为研究对象,基于同步热分析、红外和质谱(TG/DSC-FTIR-MS)联用技术,系统研究了恒定升温速率下不同气流速率和样品粒径油菜秸秆的动态燃烧特性,并对其主要气体产物进行了定性和定量表征分析。研究结果表明：油菜秸秆在设定的不同因素水平条件下燃烧特性无显著差异,在燃烧阶段均析出较大量气体,主要包括大量的CO2以及少量NOx、SO2、HCl等气体,产生量依次递减,且气体随时间释放特性与热失重速率特性具有一致的对应关系。基于TG/DSC-FTIR-MS联用技术定量模拟研究油菜秸秆动态燃烧特性和气体排放特性,可为油菜秸秆环境友好型高效能源化利用提供方法学和基础数据支撑。     

农作物秸秆基础特性的主成分分析

为探明农作物秸秆工业分析成分、物理特性和元素组成等基础特性之间的相关关系,对5种农作物秸秆进行综合评价,采用水稻、玉米和棉花等作物秸秆为原料,测试了其基础特性数据,并进行主成分分析。结果表明,前4个主成分因子可解释农作物特性的84.29%,前4个主成分的贡献率分别为41.27%、21.73%、12.93%和8.36%。利用主成分分析结果可对水稻、玉米和棉花等作物秸秆样品进行简化的综合评价。      

切碎农作物秸秆理化特性试验

选取我国粮食主产区的玉米秸秆及华北地区的7种农作物秸秆为研究对象,采用生物质原料测试方法、标准试验研究了用于生产生物质压块燃料的切碎物料(粒度为5 ～ 30 mm)的理化特性.试验结果表明,不同地区的玉米秸秆理化特性差异较大,东北地区的静态堆积角最大,堆积密度最小,比其他地区平均低17.25％,灰分含量最低;同一地区的不同农作物秸秆的理化特性存在显著差异,玉米秸秆和棉秆的动态外摩擦角显著差异高于其他秸秆,豆秸、棉秆、花生壳的堆积密度最高.     

秸秆压制燃料在生物质锅炉的燃烧特性及排放控制方式

秸秆压制燃料是近年来关注度较高的新型生物质燃料,其能够在一定程度上替代传统煤炭资源,实现能源的可再生利用,且秸秆压制燃料是一种更为绿色环保的优质燃料。分析了秸秆压制燃料的技术特征和优势,说明了秸秆压制燃料的燃烧及排放特性,对优化秸秆压制燃料在生物质锅炉中燃烧的排放质量提出可行性建议。     

秸秆类生物质酶解动力学与光合生物产氢特性研究

采用类分形动力学对4种常见秸秆类生物质的酶水解过程及其光合生物产氢能力进行了实验研究,并分析了各种秸秆类生物质的光合生物产氢能力及其与产氢菌种生长之间的相关关系,得到了秸秆类生物质酶解及光合生物产氢的相关动力学方程。实验结果表明,4种秸秆类生物质的酶解效果与产氢能力从大到小依次为小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、棉花秸秆,酶解后还原糖质量浓度分别达到了19.88、15.72、14.04、9.41 g/L,累积产氢量分别达到了515.7、362、194.8、123.95 m L,且在菌种生长的对数期产氢速率达到最大。同时,利用类分形动力学揭示了秸秆类生物质酶解动力学参数与还原糖质量浓度及累积产氢量成正比例关系,为进一步完善秸秆类生物质光合生物产氢工艺理论和技术提供了参考。     

天然气发动机燃烧过程非线性动力学特性

利用非线性动力学数据分析技术对增压中冷天然气发动机燃烧过程的动力学特性进行了研究,结果表明:混合气浓度从当量比=1.00降低到稀燃极限时由缸压时间序列重构的二维相空间中,系统运动轨线都是有限范围内的非周期运动,轨线具有复杂、扭曲、重叠的几何结构;无论发动机是在当量混合气还是稀燃极限条件下运行,嵌入维m大于某一值以后,吸引子的关联维D均能达到饱和值且为分数,随着混合气变稀,燃烧循环变动增加,D逐渐增加,当=1.00、0.77、0.70和0.63时D分别为1.27、1.33、1.58和1.87,最大Lyapunov指数(LLE)大于零,分别为0.008 6、0.011、0.013和0.015 7,因此天然气发动机燃烧系统是一个低维非线性混沌系统。     

新郑市农作物秸秆综合利用调查与分析

1农作物秸秆利用基本情况河南省新郑市位于黄淮流域,主要农作物是小麦、玉米和花生等,每年产生的作物秸秆量达50.96万t。具体农作物种植面积、秸秆产量及综合利用情况见表1。2农作物秸秆综合利用分析(1)秸秆还田。农作物秸秆中含有丰富的氮、磷、钾等元素,属于天然的土地"滋补营养品",一亩玉米秸秆还田相当于大约10kg化肥,另外秸秆粉碎还田后减少水分蒸发,少浇1~2遍水,省工、省钱。从夏季农作物小麦看,新郑市拥有小麦收获机944台,90%以上的收获机都安装有小麦秸秆粉碎抛撒机,除部分利用秸秆捡拾打捆机械处理外,     

生物质成型燃料燃烧特性的研究进展

在简要介绍秸秆成型燃料国内外发展现状的基础上,总结归纳了一些秸秆成型燃料的燃烧特性及其可能的影响因素,分析了成型燃料加入添加物后的燃烧特性,对成型燃料在我国的应用前景及存在的发展障碍进行了探讨.     

柴油/掺水乙醇二元燃料燃烧特性研究

在一台6缸重载车用增压中冷柴油机上,进行进气管改装,采用向内喷入掺水乙醇(水的体积分数为30%)的方式,实现柴油/掺水乙醇二元燃料组合燃烧(DECC)。研究了稳定工况下,掺水乙醇不同比例替代柴油(替代率分别为0%、30%、40%、50%、60%)对发动机燃烧特性和经济性的影响。研究结果表明:与纯柴油相比,随着替代率的增加,二元燃料燃烧的滞燃期延长,最大放热率增加,缸内压力峰值升高,燃烧持续期缩短。低转速时,当量比油耗最高降幅达13%,热效率最大升幅为8.3%;高转速时,当量比油耗变化不大,乙醇替代率超过30%时,发动机燃油经济性甚至会出现轻微恶化。     

缸内直喷汽油机部分负荷燃烧特性试验

在一台2.0L缸内直喷汽油机(GDI)上研究了中低转速、部分负荷的燃烧特性,并分析了进气滚流及喷油定时对燃烧特性的影响.结果表明,在转速为1 000 r/min、平均有效压力为0.1 MPa工况时,加大进气滚流可增强缸内气流运动,提高混合气燃烧速度.而随着转速提高,滚流作用逐渐减弱,在转速为3 000 r/min、平均有效压力为0.3 MPa工况时,加大滚流会引起燃烧过程恶化;喷油定时对3 000 r/min工况下的混合气形成和燃烧稳定影响大于2 000 r/min工况,且不同工况点的喷油定时均存在最佳值,在300°CA ～ 320°CA BTDC之间.     

秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域,通过冬季大田试验(试验周期2013-11-01—2014-04-30),设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度5、10、15 cm 4个处理,分别测定不同处理下20、40、60、100、140、180 cm深度土壤液态含水率以及气象数据,分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明:秸秆覆盖使0~60cm土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟,随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显,但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显;秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗,使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度出现短暂的峰值,而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发,使各秸秆覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期0~60 cm土层土壤液态含水率的变化幅度,且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势;积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情,但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低,不同秸秆覆盖处理对0~60 cm土层的平均增墒能力由大到小排序依次为:15、10、5 cm。     

甲醇缸内直喷发动机均质燃烧特性研

在一台四缸柴油机改造的火花点火甲醇缸内直喷发动机上,高负荷时,在进气冲程将燃油喷入缸内,形成近化学计量比的混合气来实现均质燃烧.通过对典型工况的气缸压力的测量和分析,探讨了不同参数对甲醇发动机燃烧特性的影响.结果表明:甲醇缸内直喷发动机最大功率和最大扭矩比原机分别提高5.88%和20.90%,发动机最高热效率可达35.3%,远高于普通汽油机水平.甲醇缸内直喷发动机的滞燃期和急燃期随负荷的增加而变小.全负荷时,甲醇发动机的燃烧放热始点随转速的增大而推迟,滞燃期和急燃期随转速的增大而增加.发动机循环变动随工况的变化规律与滞燃期一致.     

垃圾与煤、秸秆混燃锅炉污染物排放优化

依据山西省某垃圾混燃电厂现场运行数据,建立了垃圾与煤、秸秆混燃锅炉污染物排放过程模型,验证表明模型能够较好地模拟混燃锅炉污染物排放过程。拟合了混燃过程烟气污染物排放多目标优化函数,优化计算得到Pareto最优解集。依据混燃温度在850～900℃时二噁英可被有效分解的工程条件,进一步从Pareto最优解集中选取了污染物排放值能够满足工程要求的锅炉混燃运行工况有效解子集,该子集表明当温度大于850℃时,随煤掺混量适当增加及温度升高,锅炉侧出口二噁英排放值已显著降低,最小值达0.012 8 ngTEQ/m3,远优于烟气最终允许排放国家标准值1.0 ngTEQ/m3及现场烟气经净化处理后测试值0.026 ngTEQ/m3,且其他污染物排放值也远低于现场锅炉侧出口实际测试值。     

点火能量对CNG低压直喷发动机燃烧特性的影响

研制了一套可变能量的高能点火系统。利用该系统研究了点火能量对低压缸内直喷天然气发动机燃烧特性的影响。研究结果表明,增大点火能量,有助于改善低压缸内直喷天然气发动机的燃烧过程,加快火核的形成和初期火焰的发展,提高燃烧稳定性,但当点火能量增大到一定值后,继续增大点火能量对发动机燃烧性能的改善作用不再明显。     

汽油/氢发动机燃烧特性试验与仿真

进行了当量比=1的汽油机和当量比分别为0.8、0.6、0.4的纯氢发动机台架试验.通过对测得的汽油机和氢发动机燃烧缸压数据进行标定,建立了较为准确的AVL Boost汽油机和氢发动机燃烧仿真模型,并进行了仿真.结果表明,氢燃料的特性使得缸内混合气的燃烧速度显著加快,燃烧持续期大幅缩短,导致缸压上升,有效热效率得到提高.当量比为0.4的稀薄工况时纯氢发动机仍可正常运行,发动机燃用氢气可改善发动机性能.     

生物柴油在发动机中的掺烧试验研究

通过对S195柴油机进行模拟计算和台架试验,得到了与试验十分吻合的模拟计算结果,数据表明,随着生物柴油含量的增加,其排放越好,但动力性减弱,在生物柴油比例为10%附近其综合性能最优。