生物质燃料的成型工艺及微观成型机理研究

为研究生物质物料粒度、含水率,成型模具长径比、开口锥度以及保压孔长度对成型燃料品质的影响,以玉米秸秆为研究对象,通过自行设计的不同尺寸的模具制备成型棒料,以成型棒料的松弛密度作为品质评价标准。当成型模具锥度为10°、长径比为5∶1、保压孔长度为30 mm,物料粒度为3.5 mm、含水率为16%时,成型燃料的品质最好,对成型设备的优化具有指导意义。同时,利用环境扫描电子显微镜对成型棒料的微观形貌进行观测,对比分析了不同成型条件下成型棒料的微观形貌,从微观角度研究了生物质燃料的成型机理,研究结果旨在为成型机成型孔的优化设计提供理论参考。     

生物质颗粒微观成型机理研究

为研究生物质平模成型机的攫取成型机理,将棉花秸秆原料压缩成颗粒,通过场发射扫描电子显微镜对生物质平模成型机的供料区、压紧区、压实区、成型区的原料及压辊磨损前后期成型颗粒的组织进行微观形貌观察研究,对比不同阶段物料的微观形态。结果表明:随着压辊转动,散乱的物料方向变化明显,物料间相互填充,空隙减小。压实区物料主要发生弹性与塑性变形,微观结构被破坏,纤维层与层之间紧密胶合,方向形态基本稳定,以有序的排列进入成型孔。颗粒密度通过成型孔进一步增大,颗粒间结合得更加紧密。压辊磨损后期的成型颗粒纵横方向性较前期的混乱,同时生产效率降低、成型密度减小。研究结果旨在为生物质平模成型机优化设计提供理论参考。     

生物质固化成型设备及其成型影响因素分析

为深入研究生物质固化成型设备及其成型影响因素,有效促进生物质固化成型技术的发展,从生物质固化成型设备的工作原理、生产率、磨损、能耗4个方面对3种形式的生物质固化成型设备进行了比较,揭示了各类型成型设备的特点,指出了未来生物质固化成型设备的发展方向。针对生物质原料的多样性、压缩方式和压缩条件的不同,将生物质固化成型影响因素进行了归类,系统阐述了生物质固化成型影响因素对其成型结果的影响。文章为生物质固化成型设备的进一步研究提供了借鉴和参考。     

生物质固化成型技术及其展望

介绍了我国生物质固化成型技术装备的现状,展望了开发、推广应用的前景。     

生物质固化成型燃料引火助燃剂的试验研究

对生物质固化成型燃料(Densified biomass briquette fuel,DBBF)引火助燃剂进行了试验研究。以LLA-6型户用生物质炉具为试验装置,选取3种废弃液体燃料为原料,按不同的体积比制成15种液体引火助燃剂,对助燃剂的不同用量进行了试验研究。结果表明,助燃剂JC15和CJ51均能在1min内顺利将DBBF引燃,在助燃剂JC15用量为8～9mL时,40s即可使炉火达到炊事要求,大大缩短了不加助燃剂时燃料的引燃时间。引火助燃剂的研究解决了DBBF点火难和使用不方便的问题,为DBBF的大规模推广提供了前提保障。     

生物质成型燃料致密成型机理及品质评价指标

利用机械力将生物质压缩或挤压成为体积密度较大、热效率较高、便于运输储藏的固体成型燃料,是生物质能源化利用最简单、最直接的途径之一。文章对生物质成型燃料的致密成型机理做出较为全面的探讨,并介绍了目前国外对生物质成型燃料品质评价的指标和部分西方发达国家生物质成型燃料标准规范,为加快我国生物质成型燃料技术的发展和标准规范的制定提供理论依据和技术参考。     

生物质秸秆成型工艺的试验研究

以节能降耗、延长设备使用寿命为出发点,以玉米秸秆和小麦秸秆为原料,对生物质秸秆的不同成型工艺进行了系统的成型试验研究,并对各种成型工艺的能耗进行了分析.结果表明:热压成型的效果最佳,在条件允许的情况下应优先选择热压成型工艺.     

生物质燃料固化成型环模参数化设计

我国在生物质燃料成型机的设计理论研究方面已经取得了很大的进步,但仍存在生产效率偏低、能耗偏高等缺点。参数化设计是利用先进的参数化设计软件Pro/Engineer优化参数,研究环模的力学特性,找到最佳的成型参数,建立环模的理想模型,计算相关结构参数,分析环模结构参数对生产效率、成型品质和成型机稳定性的影响。参数化设计可大大节约设计时间,增加模型的利用率,优化设计,加快环模成型机的产业化进程。     

生物质成型燃料燃烧理论分析

根据试验结果，分析了总结了生物质成型燃料的点火性能、燃烧机理、燃烧特性等燃烧规律，从而为确定生物质成型燃料燃烧设备的热力特性参数打下基础，为研制生物质成型燃料专用燃烧设备提供科学依据。     

生物质压缩成型燃料技术研究综述

1 引言 随着农业和农村经济的发展,生产过程中产生的废弃物不断增加,浪费现象加剧。为了保护人类自身生存的环境,并缓解能源日益短缺的矛盾,必须对越来越多的农业、林业和农副产品加工业的废料以及城镇垃圾等方面的有机物进行处理。因此,一种既能解决环境保护又能生产代用燃料的生物质压缩成型燃料技术已越来越受到人们的重视。近年来,压缩成型燃料已成为为一门新兴的学科和新办的工业,在许多国家崛起,并得到迅速的发展。压缩成型的各种燃料已先后在一些国家中作为商品销售。     

生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究

对环模生物质颗粒燃料成型机影响成型的各主要因素进行了分析及试验研究,给出不同生物质原料、粒度、含水率、环模孔长径比等因素与颗粒成型率及吨料电耗的关系,找出生物质颗粒燃料的最佳成型条件。     

生物质气流床气化的热解前处理工艺

考察了热解作为生物质气流床气化前处理工艺的可行性,热解温度对气、液、固3种形态产物的产率和各方面的性能有不同程度的影响。通过半焦的电镜图片分析,证实了热解后生物质的多孔结构比较明显,使其有一定的吸附能力;通过元素分析比较了原料和热解产物中各元素含量的差别,说明热解可以显著提高半焦中碳元素含量,降低半焦中氧元素含量;考察了热解气中各组分在不同温度下的变化规律;通过原料和产物的热值比较,证实了热解可以显著提高气化原料的热值,为下一步的气化反应提供了有利条件。     

生物质热解与生物油的特性研究

用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆为原料进行了热解液化试验,生物油的产率分别为63%、53%、57%和56%,生物油的热值均为17~18MJ/kg。生物油成分分析表明,生物油是一种复杂含氧有机化合物与水组成的混合物,包括了几乎所有化学类别的有机物,如醚、酯、醛、酮、酚、醇和有机酸等。生物油粘温特性研究表明,当温度低于85℃时,生物油粘度随着温度升高而减小,符合液体粘温通用关系式;当温度高于85℃时,生物油粘度随着温度升高而上升,生物油中某些化合物开始产生聚合反应。     

生物质膜法富氧气化制气技术试验研究

利用膜法富氧制气与生物质热解气化技术相结合,在半工业试验的基础上,通过改变固定床气化试验台中的氧浓度等关键反应因素,研究子玉米秸秆在常压固定床气化炉中的气化特性,并总结出燃气热值及燃气主要成分随氧气浓度变化的主要规律.试验研究表明,膜法富氧气化技术是可行的,对改善生物质燃气组分和热值具有较好作用,可用于工程实践.     

大型海藻生物质的比热容实验研究

用NETZSCH DSC404型差示量热扫描仪(DSC)测定了3种海洋生物质.海藻在40～550℃温度范围内的比热容,并在传统求解方法的基础上根据失重值对结果进行了修正.结果表明:海藻在升温过程中水分挥发、挥发分大量释放、半焦状态3个主要区间内的比热容相差较大,这是因为其残留物性质发生了变化.3种海藻总体相比较而言:江蓠的比热容最大,条浒苔次之,马尾藻最小.该文中还给出了海藻在40～550℃温度范围内的比热容与温度的关联式.研究结果可供大型海藻生物质热化学转换能源利用及其相应的数值模拟参考使用.     

生物质催化气化制取富氢气体实验研究

以麦秸为对象,采用管式气化炉进行生物质蒸汽气化制取富氢气体实验研究.在非催化气化实验基础上,选取NiO、纯Fe粉以及橄榄石(FeMg)2:SiO4这3类催化剂来提高氢含量.实验结果表明,气化反应温度在700～950℃范围内,氢体积浓度达到45%以上,添加Fe时达到了60%以上.非催化时,氢产率达到60g/(kg麦秸);添加催化剂时,Fe粉催化效果最好,最大产氢率达到119g/(kg麦秸);NiO次之,相比非催化时可提高40%;而橄榄石催化作用明显低于前两者.另外随着气化温度提高,3种催化剂的催化作用均增强.     

国内外生物质热解液化装置的研发进展

生物质热解技术是最具有发展潜力的生物质能技术之一。而对其热解装置的研究又是热解技术研究的核心内容。该文针对国内外生物质热解液化装置的研发现状进行了较全面地介绍并提出了存在的问题及可能的解决方案,对发展我国的生物质液化技术有指导意义。     

生物质裂解水相产品中羟基丙酮催化氧化制备丙酮酸盐的研究

以Pd-Bi/C为催化剂、空气为氧化剂的条件下,对催化氧化羟基丙酮水溶液制备丙酮酸钠的工艺进行了研究。羟基丙酮来源于生物质裂解水相产品。考察了反应温度、催化剂种类及用量、pH值等对反应的转化率及选择性的影响,同时还考察了反应速率随时间变化的规律。最后对丙酮酸钠的析出过程以及羟基丙酮催化氧化的反应机理进行了探讨。     

生物质炭催化裂解焦油的实验研究

通过实验方法研究了生物质炭对生物质热解焦油的催化特性。通过分析焦油裂解率在催化剂及其重量、蒸汽加入量和加入方式、氮气流量等条件下的变化可知:在蒸汽条件下,生物质炭对焦油有显著的催化裂解效果,最高焦油转化率可达96.1%。通过对实验条件下裂解产物、裂解气体积分数的分析可知,生物质炭和蒸汽可以促进热解产物里面的可凝结相转化为不可凝结的气体,并且导致气体组分体积分数的变化。裂解气中氢气产量增加较快,最高可达裂解气体积的50.2%。     

生物质气化过程中焦油形成机理的研究

以谷壳气化过程中产生焦油为研究对象,考查了在不同温度情况下的焦油组成变化。实验结果表明:温度的不同,气化过程中产生的焦油组成也不同,且随温度的升高,低温中形成的焦油组成会发生热裂解进行二次反应,生成新的焦油组成。通过对焦油的GC-MS分析说明,随温度升高,焦油组分的变化是一个脱氧且芳香化程度增大过程,当达到800℃以上时,焦油中的主要组份以多环芳烃为主,从而为生物质气化过程中焦油催化裂解催化剂的开发指明方向。