秸秆生物质燃料燃烧特性分析

通过分析秸秆生物质燃料与煤炭燃料燃烧特性,找出影响其安全稳定燃烧的因素,并比较了具有代表性的秸秆生物质的结渣特性,总结了主要碱金属以及氯对于生物质燃烧设备所产生的不利影响,并提出了相应的对策.     

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。     

生物质型煤燃烧特性研究

利用TG-DTG热分析技术对煤、生物质以及生物质型煤的燃烧过程进行分析,研究了不同生物质及添加比例对型煤燃烧特性的影响.结果表明：生物质燃烧的DTG曲线有2个明显的失重峰,第1个失重峰是挥发分燃烧峰,第2个失重峰是固定碳燃烧峰;生物质型煤燃烧过程是生物质和煤燃烧过程的综合,也显示双峰特征,且生物质可以改善型煤的燃烧特性,随着生物质添加量增加,其型煤的着火温度、燃尽温度随之降低,着火特性指数、综合燃烧特性指数随之提高,从而改善型煤的燃烧性能.     

生物质型煤燃烧特性

以无烟煤、玉米秸秆和黄土为原料,研究了玉米秸秆含量为5%~35%的生物质型煤在不同试验条件下的燃烧特性。通过热重试验获取了温度与质量间的关系,找出了各阶段燃烧特征温度和挥发分最大失重速率,计算了燃烧全过程温度范围,燃烬率和失重速率所占面积。通过与传统型煤的试验结果比较,生物质型煤燃烧特性好,挥发分初始析出温度降低了50℃,到最后燃烧基本结束温度降低了186℃,燃烬率提高了10%。     

污泥燃烧特性及动力学分析

利用热重分析方法对污水污泥、罐底油泥的燃烧进行了试验研究。结果表明:污泥的主要失重阶段为挥发分的析出燃烧阶段,升温速率的提高使得污泥燃烧由于热滞后现象向高温区域偏移,燃烧特性指数呈升高趋势。随升温速率的增加,污泥的着火温度呈升高趋势。采用C-R方法求解动力学参数,确定燃烧机理。结果表明:污水污泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为二维扩散,罐底油泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为三维扩散。     

生物质与不同变质程度煤混合燃烧特性的研究

采用TG／DTG／DTA技术研究了不同变质程度煤(褐煤、烟煤和无烟煤)、生物质(小麦秸秆和玉米芯)以及煤和不同比例生物质的混合燃料的燃烧特性，升温速率为15c／min，温度范围为25～900℃，分析了燃烧特征参数如着火温度、燃烧速率最大时的温度、燃尽温度和最大燃烧速率以及燃烧特性指数．采用Freeman-carroll(FC)法计算了燃烧动力学参数．结果表明，生物质和煤相比具有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率；在褐煤和烟煤中加入生物质后，燃烧特征温度降低，燃烧速率增大；无烟煤中加入生物质后，对其着火温度影响较小，燃尽温度降低；此外，加入生物质后煤的燃烧表观活化能降低，表观活化能E与指前因子A存在动力学补偿效应。     

基于热分析实验的多种生物质燃烧特性

采用热重-差热(TG-DTA)热分析技术,分别对稻壳、甘蔗渣、核桃壳、花生壳、秸秆和树枝等6种生物质粉末的燃烧特性进行了实验研究,重点研究其着火特性、燃烧特性、燃尽特性及综合燃烧特性.在规定条件下,实验得出了6种生物质的着火和燃尽温度,绘制了热重-微分热重-差示扫描量热法(TG - DTG - DSC)3种曲线图,并利用现有的计算方法得到各自的综合燃烧特性指数.通过对实验结果的详实分析,给出了6种生物质燃烧特性规律性的结论和应用建议.     

土豆-生物质粒度对燃烧特性的影响

利用生物质燃烧发电,先要将生物质破碎然后燃烧,其粒度的大小对燃烧特性影响很大。为了研究这一影响,选用高挥发分、高水分的土豆作为试验材料,在热重分析仪上对不同尺寸土豆薄片分别进行燃烧实验,得到TG、DTG曲线,通过失重速率、着火温度,燃尽温度等对不同尺寸土豆燃烧特性进行分析。实验表明：同一尺寸,DTG曲线第一峰比第二峰峰值大;不同尺寸,尺寸越小,土豆着火越早,燃尽也随之提前;通过动力学分析发现尺寸越小,平均表观活化能越小。     

预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型. 训练和验证的结果显示：随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R²>0.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R²>0.93). 此外,变量重要性分析结果显示：纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大. 加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

八种生物质颗粒燃烧特征分析

生物质成型颗粒燃料具有易储存、运输及使用方便、清洁环保、燃烧效率高等优点.本文通过实验得到八种生物质颗粒燃料的工业分析值,结合傅—张着火指标和缪岩燃烧特性指标分别计算出FZ和ZM值,得出装饰纸的着火温度最低,稻壳的着火温度最高.通过观察燃料燃烧后焚烧灰的形貌,指出在740～920℃温度范围内,生物质颗粒燃料燃烧后的灰颜色由黑逐渐变白,硬度由软逐渐变硬,甚至结焦渣.     

玉米秸秆生物质热裂解产物分析

采用流化床热解反应器,以玉米秸秆热裂解产物为研究对象,对生物油组分、密度、粘度、pH、含水量、热值等进行分析.结果表明生物油含水量在25%~43%之间,偏酸性.粘度、密度、热值随含水量增加而降低.同时对生物油的均匀性和稳定性进行了考察,对生物油性质的分析做了基础性研究.     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.     

卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统数值模拟

本文应用计算流体力学软件,对卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统进行了详细的数值模拟,包括二次风不同喷嘴角度,一二次风不同配比,二次风位置交错布置等情况炉膛内流场的分布情况,针对DZIA-1.25-AⅡ型锅炉进行模拟,并对模拟结果进行了理论分析,在模拟计算条件下喷嘴角度取30°,一二次风配比取7∶3,喷嘴交错布置,一侧距离前墙1.4 m,另一侧距离前墙1.7 m时炉内流场达到最佳状态.本文的研究能为此类改造工程中燃烧系统的优化提供参考.     

生物质燃气供暖系统模式分析

生物质燃气供暖是一种新型可再生能源利用方式．为推动其发展,笔者在大量调研的基础上,介绍了国外先进生物质燃气供暖工程的系统模式,并对我国具有代表性的生物质燃气供暖系统模式及运行机理进行分析研究,评价了我国发展生物质燃气供暖的优越性及推广应用前景．     

Non-isothermal Kinetics of Pyrolysis of Three Kinds of Fresh Biomass

The pyrolysis kinetics of three different kinds of fresh biomass （grass： triple A, wheat straw, corn straw） in nitrogen flow were studied by thermogravimetric analysis at five different heating rates. The kinetic parameters of the pyrolysis process were calculated using the method of Ozawa-Flynn-Wall and the mechanism of reactions were investigated using the method of Popescu. It was found that the values of activation energy varied in different temperature ranges. The pyrolysis processes are well described by the models of Zhuravlev （Zh） and valid for diffusion-controlled between 200 ℃ and 280 ℃, by Ginstling-Brounshtein （G-B）, valid for diffusion-control between 280 ℃ and 310 ℃, for first-order chemical reaction between 310℃ and 350 ℃. by Zhuravlev （Zh） valid for diffusion-control between 350 ℃ and 430 ℃ and by the one-way transport model when temperatures are over 430 ℃.     

电站锅炉燃煤特性的热重分析研究

采用热重分析方法对河南部分电站锅炉应用的典型煤种进行了分析研究。通过分析结果与实际燃烧情况的比较,对几个典型煤种燃烧及燃烬特性进行了分类判别。