生物质致密成型燃料制造技术研究现状

生物质能源转换方式有生物质气化、生物质固化和生物质液化3种方式,生物质固化后形成生物质致密成型燃料,其主要目的是将低密度的生物质转变为高密度的生物质燃料.为此,综述了生物质致密成型燃料制造技术在国内外的研究现状.同时,介绍了生物质致密成型工艺的研究现状,重点对当前国内外生物质致密成型燃料制造设备的研究和应用状况进行了总结和评述,最后讨论了我国生物质致密成型技术存在的薄弱环节及发展前景.     

农作物秸秆成型燃料加工技术分析研究

我国从20世纪80年代中期起开始了成型燃料的开发研究,一方面组织科技攻关,另一方面引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。     

油性添加剂对秸秆致密成型过程力学行为的影响规律研究

在生物质致密成型过程中加入添加剂是改善成型条件、提高制品品质的有效手段,对成型过程力学行为有直接影响。基于厚壁圆筒原理构建生物质致密成型过程力学行为测试系统,以小麦秸秆和水稻秸秆为对象,研究废机油添加剂对成型过程力学行为的影响。结果表明：小麦秸秆和水稻秸秆对应峰值应力比值范围分别为0.73～0.96和0.51～0.69;对应的终值应力比值范围分别为0.46～0.68和0.38～0.55;废机油添加剂会改变压制过程中物料径向应力占比,但对不同材料的影响程度不同;添加剂含量增加使径向应力占比总体变化趋势为递增,但力学性能及其变化趋势呈各向异性。应力占比与制品密度没有确定的映射关系,不能直接通过成型过程中的力学行为判断制品密度。     

超声振动玉米秸秆成型燃料密度和松弛密度影响因素分析

为提高成型燃料的密度和松弛密度,采用单因素方法研究了超声振动成型过程中含水率、成型压力和超声波电源功率对玉米秸秆燃料密度和松弛密度的影响。结果表明随着原料含水率的增加,燃料的密度和松弛密度先增加后逐渐减小;随着成型压力和超声波电源功率的增加,燃料的密度和松弛密度逐渐增加,但超声波电源功率过大时燃料内部易炭化。     

秸秆成型燃料技术的研究现状与发展趋势

我国每年生产秸秆6亿多t,其中大约0.28亿t用于造纸,1.13亿t用作饲料,1.08亿t还田,3.5亿t用作燃料或就地荒烧。目前收获、打捆、运输、储藏、干燥等环节的加工利用水平都比较低。人们虽然对某些环节进行了研究,但没有进行大面积的推广,尤其是在利用农作物秸秆作为煤的替代燃料方面基本上没有成功的模式,这样就导致了近几年出现的大面积荒烧现象,造成每年数亿吨的生物质能源白白浪费,还造成了大气的严重污染,大大加重了政府工作的负担。社会的需求把科学研究推向了研究的前沿,秸秆成型燃料技术的研究就是为适应这种需求而开展的。     

玉米秸秆粉料单模孔压缩成型过程有限元分析

为了在有限元分析软件中模拟玉米秸秆粉料,建立了秸秆粉料的D-P材料本构模型,并通过三轴压缩试验确定了秸秆粉料的粘聚力及内摩擦角。在三维建模软件中建立了秸秆粉料和单模孔成型模具的简化分析模型,利用有限元分析软件中的热应力耦合分析来模拟秸秆粉料在模具模孔中被挤压的全过程。根据分析得到的玉米秸秆粉料模型被挤压后的变形及受力的规律,确定了秸秆粉料的变形特点、受力特点和时间-应变关系,并进行了试验验证,为模具的设计提供了依据。     

玉米秸秆粉料致密成型离散元模型参数标定

为了提升秸秆粉料致密成型过程中离散元仿真所需参数的准确性,以玉米秸秆粉料为研究对象,利用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with JKR粘结接触模型进行玉米秸秆粉料致密成型离散元仿真模型参数标定研究.首先,以接触参数的物理试验结果作为仿真参数选择依据,应用Plackett-Burman试验对初始参数进行筛选...     

秸秆成型燃料系统经济性分析

概述了农作物秸秆成型系统,指出了系统经济性分析的主要费用项目,结合技术经济的主要评价指标,以2万t/a的秸秆成型系统为例,进行了经济效益分析和其敏感性分析。结果表明:秸秆成型系统盈利情况较好,内部收益率大于财务基准收益率,回收期较短;秸秆成型燃料售价是影响系统经济性的最主要因素,成型燃料售价越高,其系统的经济效益越好。但秸秆原料价格对系统经济性的影响很大,秸秆价格增高,系统经济效益降低。     

秸秆成型燃料加工技术发展趋势

在分析国内外秸秆成型燃料加工技术及装备现状的基础上,通过比较螺旋挤压成型技术、活塞冲压技术、辊模挤压成型(环模挤压成型技术、平模挤压成型技术)的技术特征,提出了我国秸秆成型燃料加工技术将向实用、高效、低成本方向发展,加工装备将向可移动、自动化方向发展。     

蜂窝状生物质燃料固化成型有限元分

根据生物质可压缩性以及成型物具有一定硬度等特点,将生物质成型过程看成非线性有限元问题.建立力学模型,利用ANSYS软件分析成型过程中的静水压应力、等效应变以及载荷与形变的关系,提出分段填料压缩可提高成型物的耐久性,采用缓慢压缩和提高物料的软化程度等方法可以防止成型物出现裂纹.     

生物质成型燃料加工技术分析研究

阐述了生物质成型燃料国内外发展现状、生物质成型燃料加工技术与装备的特点与使用对象;重点分析了现有的生物质成型燃料加工技术和装备在实际应用中的优缺点,得出目前我国的生物质固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还很不足,距国际先进水平还有不小的差距;这一问题以成型机最为突出,表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面;并依据生物质成型燃料发展趋势,提出目前我国生物质成型燃料加工设备的设计要点为：一是加工设备的原料适应性,二是加工设备的先进性与性价比。     

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。     

振动力场作用下生物质致密成型试验台设计

设计了一种能引入振动力场的生物质燃料致密成型试验台,运用三维软件SolidWorks对试验台进行了三维建模及运动仿真,并对主要零部件进行了有限元分析。试验台引入的振动力场包括轴向气压振动和径向超声波振动,用于试验研究振动对生物质致密成型过程的影响,为设计新型原理的高效、低能耗生物质燃料致密成型设备提供基础。     

农作物固体废弃物致密成型燃料能量学对比分析

选取主要农作物固体废弃物为研究对象,综合考虑其热力学特性以及成型设备工程技术参数,对农作物的固体废弃物致密成型燃料与煤的能量学进行了比较研究。结果表明,对于秸秆类的固体废弃物致密成型燃料,由于其生产耗能高,仅当煤从生产地到使用地之间的输送距离超过4 000 km时,此类固体废弃物致密成型燃料与煤具有近似同等的能量竞争力;而对于果壳类的固体废弃物致密成型燃料,其生产耗能较低,临界输送距离较短。当煤从生产地到使用地之间的输送距离超过2200 km时,基于果壳类的固体废弃物致密成型燃料比煤更有能量优势;当煤从生产地到使用地之间的输送距离处于1500～2200 km时,基于果壳类的固体废弃物致密成型燃料与煤具有近似同等的能量竞争力;当煤从生产地到使用地之间的输送距离小于1000 km时,则基于果壳类的固体废弃物致密成型燃料失去了能量优势。     

玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较

为解决秸秆类生物质颗粒燃料的结渣问题,通过在玉米秸秆中分别添加4种添加剂,对其结渣率、灰熔融特性、燃料特性等开展试验研究,并进行验证试验。结果表明,添加质量分数3%的MgCO3、CaCO3、Al2O3添加剂均可有效改善结渣效果,其中MgCO3的抗结渣效果最好,结渣率近似为零;CaCO3添加剂结渣率低于10%,抗结渣效果性价比最高。同时,添加添加剂对燃料的燃烧性能无明显影响。这为解决玉米秸秆等生物质固体成型燃料的结渣问题提供了技术依据。     

机械化压块成型拓宽秸秆利用空间

秸秆固化压块是一种环保、清洁、可再生燃料,俗称秸秆煤。利用新技术及专用设备,将秸秆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、麦糠、树枝(叶)、干草等压缩碳化成型,变成现代化清洁固体成型燃料,无任何添加剂和清洁剂,可用于新兴的生物质发电用     

我国秸秆成型燃料发展前景探析

全球气候变化及清洁能源发展是当今世界共同关注的焦点。近年来,随着我国农村经济的发展,农民对于传统生物质秸秆燃料的需求越来越少,每到夏收和秋收两季时,秸秆焚烧的现象屡禁不止,严重影响了气候环境,引发了大量的交通事故,而且浪费了大量的宝贵资源。秸秆成型燃料燃烧使用方便,排放的污染物少,是一种清洁高效的可再生能源,可广泛应用于中小型锅炉、热水炉、热风炉、取暖炉以及秸秆气化、发电领域。