高热值垃圾制备RDF成型特性及可行性

为高效能源化处理城市废物,文章提出了城市生活垃圾分质收集、分别处理、以废治废的新理念,即将高热值垃圾与其它废物联合制取RDF(垃圾衍生燃料)为工业应用提供能源;研究不同水分含量、不同塑料含量及不同附加物(生物质)对RDF成型特性的影响,对RDF制取过程进行部分能耗分析。结果表明:随着塑料含量增加RDF颗粒热值明显增大,但颗粒变得松散易破碎,堆积密度和颗粒长度降低,塑料含量小于50%为宜;随着含水率的增加热值有下降趋势,但利于颗粒压缩成型,堆积密度和颗粒长度降低,含水率控制在10%¹4%时,颗粒成型效果较好;锯末作为辅料制备的RDF成型效果比秸秆好。     

生物质固体成型燃料热压成型实验研究

以粉碎玉米秸秆为实验对象,利用自行设计压缩模具,采用正交实验法研究预热温度、物料粒度、物料含水率、压缩速度和保压时间对其热压成型的影响,分别得出各因素对成型燃料品质和成型功耗影响的强弱关系;利用综合平衡法对成型条件进行综合分析评价,得出此方式下最优的成型条件为:预热温度100℃、物料粒度3~6 mm、物料含水率15%、压缩速度40 mm/min、保压时间80 s。     

制鞋废料与木粉混合制备RDF的燃烧性能研究

为实现制鞋废料的能源化利用,文章探索了不同比例的木粉与制鞋废料混合制备的垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧性能。对RDF颗粒进行工业分析、元素分析、热重分析及高低位热值检测,研究结果表明:随着制鞋废料掺混量的增加,RDF颗粒中的挥发分逐渐升高,热值逐渐增大,但当制鞋废料掺比超过20%时,RDF颗粒难于成型且松散易碎;制鞋废料的掺比越大,RDF颗粒的着火点就越高,制鞋废料的掺入还会导致RDF颗粒的最大失重温度上升,最大失重速率提高。     

桉树木屑热压成型特性研究

以桉树木屑为原料,在自制的成型模具上,利用万能力学试验机研究物料粒径、含水率、温度以及成型压强变化对物料密度和压缩功率的影响。试验结果表明:木屑在粒径较小时,颗粒间比表面积大,加强粘结剂和分子引力作用,成型效果较好;含水率增加会降低压缩功率,同时会导致成型质量降低,物料含水率为4%～12%时有较好的成型效果;提升物料温度在一定范围内可显著降低压缩功率,提高物料成型密度,温度也间接地改变物料含水率和粘结剂等因素来影响成型效果,在约100℃时成型效果最佳;增大压强有利于提高物料成型的质量,当压强达到100 MPa后,增加压强对成型起到的作用甚微,成型质量保持在相对稳定的水平。     

造纸废渣水蒸气气化制取富氢燃气实验研究

目前造纸废渣的主要处理方式为焚烧,虽然该工艺简单有效,但会产生二噁英等有害物质,因此部分地区环保部门开始限制新建焚烧项目。针对造纸废渣处理难的问题,结合废物特性,探索使用气化工艺对其进行处理。在700～900℃利用水蒸气与造纸废渣共同反应制取富氢燃气,并进一步研究了CaO、MgO作为催化剂对气化反应的影响。结果显示：气化温度为900℃,产气中H₂的比例超过50%;两种催化剂均可催化大分子有机物分解为气体小分子,导致燃气热值及气化效率提高。     

烘焙棉秆的成型特性影响研究及工艺优化北大核心CSCD

文章以棉花秸秆为研究对象,对其进行烘焙预处理以提升燃烧特性与热值并降低粉碎能耗。采用单因素实验研究了成型压力、成型温度和原料含水率对烘焙棉秆成型燃料的松弛密度、吸湿性和抗压强度3个特性评价指标的影响。基于单因素实验开展了正交实验,探讨三者间的相互作用并对热压成型过程进行工艺优化。结果表明:烘焙预处理提高了棉秆的燃烧稳定性及粉碎效率,烘焙棉秆的粉碎能耗与棉秆原样相比降低了66.6%;在烘焙棉秆的热压成型过程中,成型燃料的特性评价指标在合适的压力范围内(3~23 kN)均随着成型压力的增大逐渐提升;而随着成型温度和原料含水率的增加,特性评价指标均呈现先上升后下降的趋势,并分别在成型温度为115℃和含水率为9%时出现拐点。根据正交实验得出烘焙棉秆热压成型的最佳工艺条件:压力为18 kN,温度为100℃,含水率为9%,此时制得的成型燃料的松弛密度、抗压强度和吸湿性分别达到1.220kg/m3,8.17 MPa和8.45%,完全符合我国生物质颗粒燃料的行业标准。     

CaO对松木锯末水蒸气气化过程的影响

采用CaO在生物质气化过程中通过吸收CO2促进产氢的方法,对生物质松木锯末进行水蒸气气化实验研究。分析了CaO、水蒸气、温度和停留时间对产气组分的影响。实验结果表明:添加CaO能显著提高产氢量。当Ca/B0.5时,产氢量随着Ca/B的增加而显著增加,当Ca/B0.5后,产氢量略微下降。添加CaO后促进了水煤气反应的进行。当温度高于800℃时,添加CaO后,生物质气化挥发分释放阶段与半焦气化阶段出现了重叠,半焦气化反应提前发生。随着温度和停留时间的延长,H2浓度逐渐升高,且在较长时间内维持在较高的浓度。     

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。     

棉秆炭与生物质焦油混合成型及燃烧特性研究

为研究棉秆炭与生物质焦油混合成型及燃烧特性,以成型压力、成型温度和焦油添加量为试验因素,采用正交试验方法,开展成型条件对抗压强度、跌落强度、松弛密度及吸潮率影响规律的试验研究,并采用差热热重同步分析仪,分析棉秆炭、焦油混合试样燃烧特性。试验结果表明：最优成型工艺参数为成型压力8 kN、成型温度20 ℃、焦油添加量6%。棉秆炭与焦油混合试样的综合燃烧特性指数（28.86~24.21）×10^-8 K^-3·min^-2随焦油添加量（0%~6%）的增加而逐渐减小,说明在棉秆炭中加入适量焦油制备成型炭可获得良好的成型及燃烧性能。     

水解木质素对桉木屑成型特性的影响

以桉木屑为原料,考察了添加水解木质素对其成型特性的影响。在电子压力机上进行了单颗粒压缩成型试验,分析了水解木质素添加量、水分含量、压力、粒径对成型颗粒比能耗、松弛密度、Meyer强度的影响。结果表明,水解木质素的添加能够改善桉木屑的成型效果,添加20% ~ 30%为宜,在水分含量12% ~ 14%、压力6 000 ~ 7 000 N、粒径2 ~ 3 mm条件下的成型颗粒具有较好的品质。SEM结果显示,当添加量为20% ~ 30%时,水解木质素能够均匀地覆盖在粒子表面,在一定范围内提高压力和减小粒径能够使粒子间结合更加紧密。本研究可为桉木屑成型颗粒品质的改善提供一定理论指导。     

糠醛废渣用作秸秆成型粘结剂的试验研究

选用糠醛废渣作为玉米秸秆成型的粘结剂,在糠醛废渣添加量不同的条件下,对秸秆的成型效果进行了试验研究.试验结果表明:在玉米秸秆成型过程中加入适量的糠醛废渣,可以使秸秆在较低的压力下成型,降低了秸秆成型过程中的能量消耗.     

钙基脱硫剂对煤燃烧中N2O和NO排放影响的实验研究

在石英反应器上进行了无炯煤的燃烧实验,并研究了燃烧温度和脱硫剂种类对燃烧过程中N2O和NO等污染物排放的影响.结果表明:添加脱硫剂后,N2O产率有所降低,当Ca/S摩尔比为2,温度在820℃时的降低量最大;添加石灰石和CaO后,N2O产率的降低幅度分别达到42%和35%.煤在不添加脱硫剂燃烧时,NO产率为25.5%～3...     

CaO孔结构分形特性研究

以分形理论为基础,探讨了调质脱硫荆的孔结构特性.研究了添加剂含量及煅烧温度对CaO分形维数的影响.结果表明,添加剂含量增多及煅烧温度升高,均会造成caO分形维数的下降.如在900℃下,当添加剂含量从O.7%增加到3.4%时.分形维数约下降了0.24.而在2%添加剂含量条件下,当煅烧温度从800℃升高至1 000℃时,分形维数约下降了O.08.还研究了分形维数对CaO孔径分布的反映效果.分形维数下降,CaO的孔径分布向大孔径方向偏移,同时具有更大的最可几孔径,表明分形维数可非常好的用于描述CaO孔径分布特性.     

柠条热压成型工艺参数研究及燃料物性分析

针对柠条压块燃料成型过程工艺参数的选择和原材料前处理条件的确定,研究压力、温度、含水率和颗粒度对燃料密度及耐久性的影响,进行单因素和多因素试验并对各变量进行方差及回归分析。结果表明:较小颗粒度、低含水率、高温(以此顺序)是增大柠条块状燃料密度和耐久性的重要因素,压力为边际影响因素。柠条原料含水率应在5%~13%之间,为实现节能和低成本,成型温度和压力分别控制在80~150℃、60~120 MPa之间,压块燃料加工的最优参数组合为颗粒度小于0.63 mm,含水率8%、温度130℃、压力120 MPa。     

生物质颗粒燃料的成型能耗试验研究

以陕西地区苹果树修剪枝为原料,采用自制的生物质成型燃料多参数调控试验系统,分析单颗粒成型过程中的压力-位移曲线,考察基质含水率(5%~20%)、成型温度(70~150℃)和压力(80~120 MPa)对颗粒燃料成型能耗的影响。结果表明:随着压具位移的增加,挤压过程的压力变化呈3个阶段:松散段、过渡段和压紧段;推出过程的压力变化总体呈波动下滑的趋势,且初期压力波动范围较大。试验范围内,随着温度的升高,挤压能耗降低、推出能耗升高;随着压力的增大,二者均升高;基质含水率影响趋势相同,15%均达到最低值(29.47、4.79 J/g)。     

聚丙烯与梧桐锯末干混合制备成型活性炭研究

针对塑料及农林废弃物的处理,提出利用塑料及生物质干混合制备活性炭的方法,以达到以废治废的目的。以梧桐锯末为基体,聚丙烯塑料为填充剂,制作成型颗粒。采用K_2CO_3为活化剂,利用高温管式炉,研究城乡废弃物干混合制备成型活性炭工艺的可行性。通过4组独立的单因素实验阐析掺塑率、盐料比、活化温度以及活化时间对成型活性炭吸附性能的影响。研究表明:当掺塑率为5%、盐料比为2.0、活化温度为850℃、活化时间为60 min时,制备的成型活性炭具有较高的碘吸附值(1416.5 mg/g)。扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett-Teller比表面积测试法(BET)分析显示,成型活性炭具有发达的孔隙结构,比表面积为1738.7 m~2/g,总孔容为0.958 cm~3/g,平均孔径为3.1 nm。初步验证了此工艺的可行性。     

动物粪便与秸秆成型坯块制备工艺参数试验研究

为探究动物粪便和秸秆混合物料的成型生产工艺,获得较佳的成型工艺参数组合,以成型压力、成型温度、物料含水率和秸秆质量分数为试验因素,以成型坯块抗破坏强度和松弛比为成型质量评价指标,进行四因素二次通用旋转组合试验,并建立各试验因素与试验指标的回归模型,利用Design-Expert 8.0.6响应面分析软件优化成型工艺参数组合。试验结果表明:各试验因素对成型坯块抗破坏强度影响的顺序为物料含水率成型温度成型压力秸秆质量分数;各试验因素对成型坯块松弛比影响的顺序为物料含水率成型压力秸秆质量分数成型温度;在成型压力为125 kN,成型温度为146℃,物料含水率为12%,秸秆质量分数为6%条件下,成型坯块的成型效果最好,成型坯块的抗破坏强度为353.6 N,松弛比为96.68%。     

生物质干燥及成型过程挥发性有机化合物(VOC)释放特性的研究

研究了生物质干燥及成型过程中VOC的释放量及释放比例,通过对4家企业干湿原料及产品中VOC含量的分析,考察干燥介质、停留时间和进口温度、干燥后含水率及成型过程等对VOC排放的影响。在考察的几个因素中,以停留时间对VOC释放量的影响最大,停留时间越长,VOC释放量及释放比例越高,同时几个因素又相互制约影响。研究表明,VOC的释放以干燥阶段为主,一般占到总释放量的70%以上,因此,控制干燥阶段的相关参数是减少VOC释放的主要手段。成型阶段VOC的释放主要和原料含水率有关,含水率越高,成型过程VOC释放量也就越高。     

CaO对煤灰熔融特性的影响

气流床气化炉采用液态排渣,高熔点煤灰不能满足排渣要求,煤灰的结渣问题和灰熔融性有很大关系。为研究CaO对煤灰熔融特性的影响规律,在煤灰中添加不同比例的CaO并对灰熔融温度进行测试。使用扫描电镜能谱仪对试样进行元素组成分析和微观形貌观察,使用X-射线粉末衍射仪分析灰样中矿物质变化。结果表明,随着CaO添加比例的增大,煤灰熔融温度先降低后增高。CaO添加比例从0增加到30%时,高温下高熔点的钙长石含量降低,生成大量低熔点的钙铁榴石,灰熔融温度逐渐降低。CaO添加比例继续增加,高熔点的硅钙石含量增多,灰熔融温度逐渐升高。对本研究煤种,CaO添加比例为30%时,降低灰熔融温度效果最好。     

向日葵秸秆固体燃料成型参数多响应优化设计

采用三因素三水平响应面试验设计研究含水率、温度、压力对向日葵秸秆成型燃料物理特性(密度、耐久性、抗跌碎性)的影响规律,并应用马氏距离法对工艺参数进行三响应优化设计。结果表明:向日葵秸秆固体燃料密度与含水率成反比,与压力成正比,随温度升高呈先增后缓趋势。耐久性和抗跌碎性均随含水率升高而降低,随温度、压力的升高而升高。当含水率在5%～8%,温度在110～140℃,压力在100～120 MPa时可成型优质向日葵秸秆燃料。三响应优化参数组合为:含水率5.8%,温度128.8℃,压力114.0 MPa,此条件下燃料密度、耐久性、抗跌碎性分别达1.03 g/cm~3、98.75%、99.76%,此结果可为向日葵秸秆固体燃料的工业化制备提供理论参考。