秸秆成型燃料锅炉的设计及试验研究

根据秸秆成型燃料高挥发性和燃烧稳定的特点,完成了输出热负荷200 kW的秸秆成型燃料锅炉的设计。其炉膛可分为热解区、炭燃烧区与挥发分燃烧区3部分,实现了秸秆成型燃料的分段燃烧。以直径不同的5种玉米秸秆成型燃料进行了试验研究,分别对其输出热负荷、燃气中CO含量及热利用效率进行了测试,发现利用直径为40～50 mm成型燃料时,锅炉的输出热负荷最大,热利用率较高,烟气中CO含量较低。     

秸秆冷态压缩成型微观结构变化的实验研究

采用扫描电子显微镜,在不同压缩成型条件下对3种秸秆冷态压缩成型前后微观结构变化进行实验研究,通过秸秆原料和颗粒燃料在纵横截面微观结构变化的对比分析,得出秸秆冷态压缩成型的微观结合方式,总结出压缩成型条件对秸秆微观结构的影响规律。实验结果表明:当压缩速度取40mm/min、秸秆原料为玉米秸秆时,冷态压缩成型效果最佳。     

玉米秸秆成型燃料的微观结构观察与分析

玉米秸秆成型燃料是生物质能利用的主要方式,选取具有代表性的玉米秸秆成型燃料作为试验对象,运用场发射投射电子显微镜(JEM-2100F)对其微观结构进行观察,通过对图像进行分析,压缩后的成型燃料致密程度显著增加,减少的是原生物质的孔隙率,其组织结构变得纵横叠加,且层与层之间的空隙较小,连接物无明显界线,结合紧密,断面的形成有相互牵拉的迹象;通过计算分析,玉米秸秆致密成型燃料的相对孔隙率为22.8%,因此,在燃烧过程中应增加氧气的供应量与燃料强制混合.研究为成型燃料燃烧机理的研究提供实验依据,是成型燃料燃烧设备和加工设备设计的重要理论基础和设计依据.     

秸秆成型燃料加工装备与掺烧发电研究

将农作物秸秆加工成成型燃料用于掺烧发电等,既可增加农民收入,保护生态环境,又能有效解决我国能源紧缺的矛盾.在分析了国内外秸秆成型燃料掺烧发电技术与装备、秸秆成型燃料加工技术与装备的发展现状、存在问题的基础上,对秸秆成型燃料掺烧发电技术和装备、秸秆成型燃料加工技术的发展前景进行了探索,并就秸秆成型燃料掺烧发电与加工技术装备行业的健康发展提出了保障措施.     

以玉米秸秆为原料挤出生物质颗粒燃料的研究

对不同情况下以玉米秸秆为原料挤出生物质颗粒燃料的技术进行了研究，通过对玉米秸秆在不同压缩比环模下的颗粒密度，不同粒度玉米秸秆在同一环模下的成型状况以及不同含水率玉米秸秆在同一环模下的成型状况进行试验，筛选出颗粒成型的最佳条件。     

玉米秸秆颗粒燃料燃烧特性的试验研究

为了研究玉米秸秆颗粒燃料的燃烧特性,以一个小型反烧单元体炉为试验装置,分别进行了不同料层、不同水分、不同空气量下的燃烧试验,了解其燃烧特性,如点火时间、燃烧时间、燃烧过程及燃烧后的结渣现象。试验结果表明,玉米秸秆颗粒燃料易点燃,燃烧温度高,但燃烧时间短,结渣严重;料层高的玉米秸秆颗粒燃料燃烧时间相对长,但燃烧温度低,轻微结渣;干燥处理过的玉米秸秆颗粒燃料点火时冒黑烟现象明显减轻;加大燃烧过程的空气量时,玉米秸秆颗粒燃料不结渣。     

生物质成型燃料化学实验分析

生物质对提高能源利用率和缓解环境污染具有非常重要的作用。以松木、棉柴、花生壳和玉米秸秆这4种典型生物质成型燃料为实验材料,分析其化学特性。结果表明:当原料配比为80%松木+20%花生壳或玉米秸秆时,生物质成型燃料燃烧效率最高,其研究结果可为生物质燃料的高效清洁燃烧提供理论依据。     

生物质成型颗粒热解特性的实验研究

目前生物质层燃锅炉在我国得到了较快发展,其使用的燃料多为生物质成型颗粒。为了对生物质成型颗粒燃料特性及层燃特性进行深入分析,应用TA热重分析仪和大颗粒热重实验台,对秸秆和木屑两类成型颗粒进行了热解特性的实验研究。实验结果表明:生物质成型颗粒热解起始温度低、析出的挥发分高,同时不同颗粒粒径对热解过程有一定的影响。最后通过热分析动力学方法计算得到热解反应动力学参数。     

生物质成型燃料循环流化床燃烧试验研究

在0.15 MW循环流化床试验台上,进行了玉米秸秆和苹果树枝成型燃料燃烧特性以及排放特性的试验研究.试验结果表明,玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料在循环流化床中能够稳定燃烧,燃烧效率达到96.8%;尾气中HCl的排放质量浓度较高,SO2的排放质量浓度随着生物质的硫含量增大而增大;使用选择性炉渣作为床料同时加入黏土作为添加剂的方法,能够有效抑制玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料燃烧过程中床料的黏结,黏土对循环流化床的物料循环流化起到了稳定作用.     

秸秆成型燃料双胆反烧炉的设计

根据秸秆成型燃料的单颗粒燃烧试验,分析了秸秆成型燃料的燃烧速度、燃烧机理和燃烧动力学特性,总结了秸秆成型燃料的燃烧规律,并根据秸秆成型燃料燃烧特性,研制出适合于生物质秸秆成型燃料燃烧的双胆反烧锅炉。该锅炉采用双层炉排反烧结构,可使成型燃料连续稳定燃烧,同时基本上解决了秸秆燃烧的结渣、飘尘问题。试验结果表明:该锅炉燃烧效率高达99.23%~91.75%,而且烟气中的烟尘含量,氮氧化物及二氧化硫含量远低于国家锅炉的污染物排放标准要求。图1表6参10