海藻类生物质的热解和燃烧特性的研究

研究了多种海藻的燃料特性,利用高温热显微镜观察了海藻的着火方式,并通过热重试验分析了升温速率及粒径对其热解和燃烧过程的影响.结果表明:海藻具有低熔点、易结渣、高灰分、高挥发分和均相着火的特点,其热解、燃烧过程与陆上木质类生物质差异较大,并非每种海藻都适合作燃料;综合考虑焚烧海藻类生物质的最佳方案是流化床低温燃烧方式,但要注意防止锅炉受热面的腐蚀.     

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.     

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究.研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段:生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好.采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃.     

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.     

海藻颗粒流化床燃烧后灰孔隙结构分析

在小型流化床试验台上进行了大型海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)在流化床内的燃烧试验研究,结果表明,条浒苔颗粒能够稳定燃烧,而马尾藻颗粒结渣严重.针对海藻原样和流化床燃烧后收集的底灰,进一步利用压汞法和氮气吸附法进行孔隙结构分析,结果表明,燃烧后灰比原样孔隙增多,孔隙率从21.01%增大到49.74%;内部孔隙扩张,孔容积和比表面积增大.通过分形分析可知,海藻原样表面光滑,燃烧后灰表面粗糙不规则.燃烧后海藻灰具备多孔结构,可以考虑综合利用.     

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.     

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。     

生物质与煤共燃的燃烧特性研究

采用热重分析法，对5种生物质与煤以相同比例掺混后在不同升温速率下进行了共燃试验。研究表明，生物质的加入改善了煤的燃烧性能，且随升温速率的升高，着火温度乃呈下降趋势；各试样的挥发分最大释放速率、固定炭最大燃烧速率、燃尽温度均呈增加趋势，它们的燃烧特性均随升温速率的升高而变好。     

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.     

花生壳与煤共燃的燃烧特性研究

用热重分析法,对花生壳与煤以相同比例掺混后在不同升温速率下进行了共燃试验。研究表明,生物质的加入改善了煤的燃烧性能,且随升温速率的升高,着火温度呈下降趋势;各试样的挥发分最大释放速率、固定炭最大燃烧速率、燃尽温度均呈增加趋势,它们的燃烧特性均随升温速率的升高而变好。