单颗粒海藻生物质在流化床内燃烧试验与数值模拟

在小型流化床试验台上研究海藻颗粒(条浒苔)的流化床燃烧试验,条浒苔颗粒在流化床中先进行脱水和挥发分的燃烧;接着发生焦炭燃烧,其燃烧过程符合缩核模型,炭核由外向内逐层燃烧,灰层半径几乎不变。通过对不同燃烧时间收集的焦炭颗粒剖面的SEM扫描电镜观察,进一步确定燃烧过程,发现随着燃烧的进行,颗粒内孔隙增大,微孔表面粗糙,局部甚至出现融化。最后建立条浒苔单颗粒在流化床内燃烧的数学模型,模拟结果与试验对比基本符合。     

单颗粒海藻在流化床内燃烧试验及灰色关联分析

在流化床内进行了单颗粒海藻(条浒苔)的燃烧试验,研究了床高、床温和流化风速对条浒苔颗粒燃烧后剩余质量和固定碳残留率的影响,并对各因素的影响程度进行了灰色关联分析.结果表明:床温和流化风速对条浒苔颗粒燃烧后剩余质量和固定碳残留率的影响较大,而床高对其的影响较小;各工况因素影响固定碳燃尽的主次依次为:床温>流化数>床高,在研究工况范围内床温是影响燃烧的最主要因素.     

藻类生物质燃烧NO_x的排放特性与N转化机制

在一维管式炉上测定了典型藻类生物质条浒苔、马尾藻和小球藻在不同温度下燃烧时生成NO_x的规律,并在此基础上探究了藻类生物质两两等质量比混燃时NO_x的排放规律.结果表明:单独燃烧小球藻与条浒苔时,NO_x的排放曲线均近似呈单峰分布;温度在600℃以上、单独燃烧马尾藻时,NO_x的排放曲线呈双峰分布;NO_x的排放峰值均随温度的升高而增大.600℃时NO_x的排放总量与N的转化率最低;700~900℃时N的转化路径改变,但对条浒苔、马尾藻和小球藻各自单独燃烧时NO_x排放量影响很小.800℃下将小球藻与条浒苔、小球藻与马尾藻等质量比混燃,NO_x排放量介于各藻类生物质单独燃烧时的排放量之间,无明显的相互作用,而条浒苔与马尾藻等质量比混燃时NO_x的排放量增加,有相互促进作用.     

海藻的燃烧特性分析

采用热重分析法,对海藻类生物质条浒苔的燃烧过程及其动力学规律进行了实验研究.通过条浒苔在不同升温速率(10,20,30℃/min)和不同粒径(＜0.18 mm,0.18 mm～0.28 mm,0.28 mm～0.45 mm)下的燃烧实验,研究发现条浒苔的失重曲线表现出明显的双峰:即挥发分峰和碳峰.分析比较了各升温速率条件下条浒苔的燃烧特性参数,发现海藻的着火点比陆上木质类生物质的着火点低,并通过计算,给出了试样的综合燃烧特性指数(S),计算结果表明升温速率越大,燃烧越容易进行.着重分析比较了不同粒径试样的燃烧特性参数,揭示了海藻呈现出与煤和陆上木质类生物质不同的性质,即燃烧速度随粒径变小而变小.由试样的燃烧动力学参数,发现试样的活化能也随升温速率变大而变大.     

大型海藻生物质气化的建模与计算

采用Aspen Plus流程模拟软件对以条浒苔为代表的大型海藻的气化进行数值模拟.研究了海藻气化炉的重要相关参数(即条浒苔含水量、氧气条浒苔比、气化温度、氧气浓度)对气化结果的影响.结果显示:随着条浒苔含水量的增加,合成气的有效成分(H2+CO)总含量减少;当氧气条浒苔比为0.56时,气化温度增大到800℃,合成气中(H2 +CO)的摩尔比例达到最大值;氧气的纯度提高,有利于合成气中有效成分的增加.     

藻类生物质燃烧SO_2与CO_2的排放特性与机理

为探究藻类生物质燃烧过程中SO_2与CO_2的排放特性,利用管式炉对典型藻类生物质条浒苔、马尾藻和小球藻在不同温度及配比下燃烧时SO_2与CO_2排放特性进行了实时在线测量,并进行了S、C转化机理的初步分析.结果表明,随着温度的升高,燃尽时间缩短,SO_2与CO_2实时排放量增加.随着生物质量的增加,藻类生物质燃烧时SO_2与CO_2排放量增加,但排放量增加幅度不同.当生物质质量为75,mg、150,mg、225,mg时:马尾藻SO_2排放量分别为0.18,mg、0.30,mg、0.31,mg,CO_2排放(体积分数)分别为2.47%、4.81%、6.42%;条浒苔SO_2排放量分别为1.14,mg、2.61,mg、3.95,mg,CO_2排放(体积分数)分别为3.16%、5.05%、8.32%;小球藻SO_2排放量分别为0.79,mg、1.93,mg、3.92,mg,CO_2排放(体积分数)分别为4.71%、6.75%、13.26%.藻类生物质混烧的结果表明,当小球藻、条浒苔以及小球藻、马尾藻等比例混燃,在800,℃时SO_2排放总量均降低,混燃样品自身含硫量以及碱金属元素含量对SO_2排放影响较大.     

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.     

不同煤质煤颗粒流化床燃烧过程的微观结构演化扫描电镜分析

在不同实验条件下,用实验室规模小型电加热流化床制取不同煤质煤颗粒样品.利用扫描电镜观察煤颗粒表面形貌、孔隙结构,对煤颗粒在不同床温、燃烧时间的条件下的形貌演变过程以及燃烧后所得的孔隙率进行了分析,得到床温、煤颗粒大小、煤种、燃烧时间对孔隙率的影响.     

藻类生物质非等比混燃NO_x排放及N转化特性

为探究不同温度下非等质量配比的藻类生物质混合燃烧后NO_x排放及N转化特性,将条浒苔、马尾藻和小球藻以不同质量配比混合,并在一维管式炉中燃烧。结果表明:与藻类生物质单独燃烧后NO_x的排放特性不同,在600～800℃下藻类生物质非等质量配比混合燃烧后NO_x质量浓度均呈单峰分布,且随着温度的升高,峰值逐渐增大;由于3种藻类生物质之间具有耦合作用,导致NO_x的转化率和NO_x单位排放量均降低;在600～800℃下,3种藻类生物质质量配比为50%∶25%∶25%、25%∶50%∶25%和25%∶25%∶50%时,NO_x削减率分别为22.1%～53.7%、22.6%～45.8%和21.1%～48.6%,且NO_x削减率随温度的升高而降低。     

湿污泥循环流化床干化焚烧一体化研究

为高效处理污泥并回收热量,提出湿污泥干化焚烧一体化工艺.在0.15 MW循环流化床试验台上对湿污泥干化焚烧一体化工艺进行验证性试验.利用循环流化床焚烧产生的热灰在外置式流化床干化器内对湿污泥先进行干化,再送回炉膛燃烧,结果表明通过调节湿污泥给料速率、循环热灰调节阀开度和辅助给煤量可以实现焚烧炉内温度和干化器内料层温度的运行稳定,干化后污泥颗粒粒径分布比较均匀,水分在20%左右,焚烧后烟气排放在环境允许的范围内.