木屑致密成型燃料微观结构观察与分析

林木生物质在全球生物质储量中占有很大比例,本文以木屑致密成型燃料为研究对象。试验分别对木屑致密成型燃料进行了元素分析、工业分析和燃料组成分析。并在200 kV场发射透射电子显微镜(JEM-2100F)下对木屑致密成型燃料进行观察,分别得到放大倍数为100、500、1 000、2 000倍的微观结构图片。通过对木屑成型燃料的微观结构分析研究能够为生物质成型燃料加工成型设备和燃烧设备的优化设计与改进提供理论基础。     

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.     

生物质固化成型的微观机理

通过对生物质固化成型微观机理的研究,建立了生物质固化成型的微观接触几何模型,确定了压辊对原料的正压力与生物质颗粒表面斜角之间的数学关系,正压力F的大小与颗粒表面斜角a_i的余弦成正比关系。通过对固化成型分子微观机理的研究,说明了固化成型燃料燃烧点低的原因。建立了生物质固化成型的能量微观机理,并从表面能角度揭示了固化成型燃料能量密度增加、燃烧值提高的机理。     

生物质成型燃料燃烧理论分析

根据试验结果，分析了总结了生物质成型燃料的点火性能、燃烧机理、燃烧特性等燃烧规律，从而为确定生物质成型燃料燃烧设备的热力特性参数打下基础，为研制生物质成型燃料专用燃烧设备提供科学依据。     

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。     

国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状

介绍了国内外生物质成型燃料及相关燃料设备的研究、开发、进展情况，从而为我国生物质成型燃料及燃烧设备的研制、开发及产业化指明方向。     

生物质固体成型燃料燃烧监测技术与设备研究

介绍了典型的生物质固体成型燃料自动燃烧器和成型燃料炉排式锅炉,分析了国家相关设备的热工性能检测指标、污染物排放监测指标及国内外成型燃料燃烧设备的监测系统的差距,指出我国目前存在的燃烧设备检测监测标准缺乏、不完善,监测设备独立、单一及未成系统等问题,提出提高燃烧效率,建立统一的评价标准等相关建议,以期为我国生物质固体成型燃料产业发展提供参考。     

生物质成型燃料链条锅炉结渣特性试验研究

为研究生物质成型燃料的结渣特性,本文采用生物质成型燃料链条锅炉燃烧设备,选择5种生物质成型燃料,采用工业锅炉节能监测方法和结渣率测定方法,对炉膛温度、过量空气系数及炉渣成分和灰熔融特征温度等对结渣率的影响进行了试验研究。试验结果表明,炉膛温度越高,过量空气系数越高,结渣率就越高;对大多数生物质成型燃料来说,软化温度越低,结渣率越高;当软化温度超过1 368℃时,不会发生结渣,燃用生物质成型燃料的锅炉,炉膛的出口烟温应低于1 000℃,可以减少结渣。另外,结渣也与生物质灰渣中的Si元素、碱金属元素及碱土金属元素有关,碱土金属可以抑制结渣,而碱金属和Si元素可促使结渣,从而为设计适合生物质成型燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。     

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。     

秸秆制作成型燃料技术

农作物秸秆如麦秸、稻草、玉米秸、豆秸、稻壳等及各种生物质废弃物,破碎后经热挤压可制成成型燃料(也称固体燃料),密度1.1～1.4(松木0.47),热值比原材料略有提高,平均为16744kJ/kg 左右,但其燃烧特性大为改善,1kg 成型块在省柴灶中可燃烧40～50分钟,可供4～5人之家做一餐饭,只需每隔10～15分钟添加一次,点燃方便,干净卫生,炉膛温度高达850℃,火力持久。经测试其热性能超过木柴,与中质烟煤相当,由于成型时调整了水分及形状,给运输贮存带来了方便;秸秆成型燃料含硫少、灰分低,可代替薪柴、煤作生活燃