生物质燃烧过程中的积灰结渣特性

从燃料特性的角度来阐明生物质燃烧过程中的积灰结渣特性。简要地对生物质灰组分进行了分析,重点论述生物质在燃烧过程中的积灰结渣机理、影响积灰结渣的几种重要元素和评价积灰结渣特性的指标。     

生物质燃烧积灰、结渣与腐蚀特性

基于生物质及其与煤共燃过程中灰污和熔渣形成机制的复杂性,使其成为近年来国内外的研究热点.主要介绍了生物质及当与煤混燃时的积灰、结渣与腐蚀特性,从燃烧特性、形成机理、研究方法及改善措施等4个方面进行总结,以此加深对生物质燃烧过程中存在问题的系统认识.     

燃烧方式对生物质理论燃烧温度的影响

采用与生物质燃料特性相近的褐煤为过量空气系数的定性指标,确定了生物质采用固定床、流化床、悬浮燃烧和气化燃烧4种燃烧方式的过量空气系数,依据锅炉机组热力计算标准方法,研究了热值、过量空气系数和燃烧方式对理论燃烧温度的影响。研究结果表明:理论燃烧温度与燃料的低位发热量正相关;理论燃烧温度随过量空气系数的增大而降低;采用流化床、悬浮燃烧和气化燃烧3种燃烧方式,生物质燃料均能够获得较高的理论燃烧温度,其中,采用气化燃烧方式的理论燃烧温度最高。文章的分析结果为生物质燃烧方式的选取及生物质锅炉的设计提供了理论依据。     

生物质燃烧过程中结焦、积灰及腐蚀形成机理及其制剂开发研究进展

大力发展生活垃圾及农林废弃物等生物质直接燃烧发电和煤炭掺烧生物质燃烧发电对缓解我国能源安全问题和实现“双碳”战略目标具有重要意义。然而生活垃圾和农林废弃物中较高含量的碱/碱土金属、硫、氯和硅等元素在高温燃烧过程中会发生复杂交互反应,导致锅炉结焦、积灰和腐蚀等一系列问题,严重影响锅炉的安全稳定运行。通过系统分析生活垃圾和农林废弃物等固体燃料燃烧过程中可能的结焦、积灰和腐蚀形成机理,探讨了原料灰分组成和结焦、积灰、腐蚀形成的关联关系和预测方法,在此基础上比较了不同类型结焦、积灰和腐蚀抑制剂的作用机制及其施加效果,并对未来高效抑制剂的开发进行了展望。     

生物质燃料成份对生物质流化床燃烧的影响

基于流化床的生物质燃烧技术应用日益广泛.生物质燃料流化床的缺点是容易产生床体结焦.灰的组分和生物质燃料中的硫、氯是影响流化床锅炉烧结倾向、锅炉污染速率、灰沉积过程、结焦和过热器腐蚀的主要因素.以灰成分为基础划分生物质燃料,可分为具有显著的不同燃烧特性的3类.在实践的基础上,阐述了各类生物质燃料及其灰分特性,以及在流化床...     

秸秆燃烧中温度对钾转化与释放的影响

通过对稻秆原料进行常规特性分析和EDX元素含量分析,发现钾在稻秆无机元素中占有重要地位。参考原料化学分馏法和土壤中钾的分类与测试方法,给出了对生物质原料及其燃烧产物中钾的定性与定量简易方法。通过程序控温型固定床对稻秆先进行缓慢氧化,然后以100℃为间隔从400～900℃进行成灰,并分别测试其成灰率、有效钾和全钾的份额。结合稻秆原料及其灰中钾的份额分析,进行了稻秆灰中有效钾转化与释放的计算,发现有效钾在700～800℃之间有快速的释放和形态转变。稻秆灰的XRD分析结果表明秸秆灰中钾主要以KCl、K_2SO_4形式存在,得到了钾以盐的形式进行转化与释放的机理。该文中燃烧温度对钾转化与释放的影响规律对设计秸秆电厂时的炉型选择和燃烧参数确定有一定参考价值。     

硅和硅铝化合物对生物质结渣影响的机理研究

生物质由于含有较多碱金属,燃烧会导致设备结渣。文章研究了硅和硅铝化合物对生物质结渣影响的机理,结果表明,硅和硅铝化合物会使生物质燃烧时可溶性K倾向于转变为不可溶性的硅酸盐和硅铝酸盐,而该过程反应与纯生物质燃烧过程反应相同。在流化床炉温(815℃)附近时,硅化合物容易使灰中生成低熔点的K的硅酸盐,低温熔融结渣可能性增大,选择其作为结渣抑制剂需要慎重。在层燃炉炉温(1 000℃)附近时,硅铝化合物既可减轻碱金属结渣又使灰不易结渣聚团,是层燃炉优良的结渣抑制剂。     

烘焙条件对生物质烘焙特性的影响

根据生物质种类,选取果实类生物质花生壳、木质类生物质锯末和草本类生物质竹子为对象,考察烘焙条件对生物质特性的影响。利用管式炉为烘焙实验主要装置,结合工业分析仪、元素分析仪等,考察三种生物质在烘焙温度为200 ~ 300℃和时间为30 ~ 90 min条件下烘焙产物的挥发分、固定碳含量、O/C和H/C、质量产率等,并引入烘焙程度指数来衡量烘焙前后的能量变化。实验结果表明：随着烘焙温度的升高,固定碳含量增加到40%以上,挥发分含量减少到50%以下,质量产率也随之下降。烘焙时间的影响弱于烘焙温度,随着烘焙温度的升高,烘焙时间对固体产率的影响逐渐显现,烘焙时间越长,固体产率越低。烘焙温度高于280℃、时间大于60 min时,烘焙后固体的能量产率仅为70%左右。O/C和H/C随烘焙温度升高而降低,草本类生物质竹子的能量产率受温度影响最大。果实类生物质花生壳、木质类生物质锯末的能量产率随烘焙程度指数增大而减小,而草本类生物质竹子的能量产率则呈先增后减的抛物线型,在烘焙程度为0.5时,竹子的能量产率达到最大值。各生物质烘焙程度指数的R²值均大于0.93,因此烘焙程度指数可被视为描述或预测生物质烘焙性能的可行指标。     

热管换热器积灰问题的研究

本文阐述了热管换热器使用中，普遍存在的积灰问题，分析了积灰的类型、成分。提出了其主要计算公式以及从实践的角度采取相应措施及对策。     

二氧化碳含量对生物质气发动机性能的影响

用一台Ｒｉｃａｒｄｏ Ｅ６可变压缩比单缸试验机研究了二氧化碳含量的变化对生物质气发动机动力性，经济性及排放指标的影响。结果表明，随着二氧化碳含量的增加，发动机的功率及热效率均有所下降，上述性能指标的降低可通过提高压缩比来改善，虽然二氧化碳的存在几乎不影响ＣＯ排放，略微增加了ＨＣ，但显著地降低了排气中ＮＯｘ含量。     

生物质粉体燃烧技术的初步研究

生物质粉体具有良好的燃烧性能，而且燃烧污染较轻。实验结果表明，当一次进风量为25m^3／h、二次进风量为0．08m^3／h左右时，最有利于粉体燃烧。粉体燃烧在实验所用的燃烧炉中主要以悬浮燃烧的方式进行，在燃烧12min左右后，炉膛温度可达1200℃以上。对粉体燃烧所产生的灰分进行分析，表明灰分可作为良好的农用肥料。     

灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响

为了解灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响,以黄陵、神木和新汶3种具有不同灰特性的燃煤为研究对象,通过自制灰污热流探针和SiC结渣棒,分别模拟了正常情况及存在烟气冲墙贴壁情况下的锅炉受热面灰沉积行为,比较了灰渣外形、化学成分、熔融温度和热流变化率等特性参数,并通过对灰渣样晶的X-射线衍射、扫描电镜及能谱分析,获得了3种燃煤灰沉积物的元素组成、矿物相及微观结构和形貌特征.结果表明,由于Ca、Fe的协同作用,黄陵煤的灰沉积特性强于神木和新汶煤,Ca、Fe是引起这类煤灰沉积的主要矿物元素,硬石膏、钙长石和赤铁矿是灰沉积物中的主要矿物相;当存在烟气冲墙贴壁时,灰沉积物中Fe含量很高.使熔融温度大大降低,从而加剧受热面的灰沉积过程,在工程实际中应采取相应措施,避免出现这种情况.     

生物质与煤混燃灰熔融结渣特性的实验研究

通过对生物质燃料（锯末、玉米秸和麦秸）与煤混燃灰化学成分和熔融温度的测定,利用灰分的碱酸比B／A、硅比G、硅铝比S／A、积灰沾污特性指数Hw、磨损特性指数日。等判别指数对生物质纯燃、与煤混燃时的结渣、积灰和磨损特性进行了研究和分析。结果表明,生物质灰都具有结渣倾向,麦秸灰具有严重的积灰倾向,玉米秸灰和锯末灰有易积灰倾向。生物质灰的磨损倾向都较轻微。随着生物质与煤混燃比例的增加,结渣有加重趋势。灰中酸性氧化物和碱性氧化物的含量会直接影响灰的熔融温度。     

关于农作物生物质直燃发电资源调查需注意的若干问题

随着国家促进生物质资源利用政策的不断推出,农作物生物质资源直燃发电项目得到了快速发展,在实际操作中发现相当部分项目实施单位对生物质直燃发电资源调查工作未能给予足够的重视,未做深入细致的调研工作,使项目建成后由于燃料问题导致运营成本增加,投资风险加大。利用编制和审核调查报告经验总结,揭示农作物生物质资源直燃发电资源调研工作中需注意的问题,希望能对生物质资源利用工作有所促进。     

Replacement of Diesel Generator Sets in Isolated Communities with More Efficient Biomass Combustion Process

Electrical power supply to communities isolated from urban areas is typically complex and expensive. Their geographical situation and the lack of infrastructure and qualified workforce impede the provision of electricity. Many are the sources of energy available, but few are appropriate or sustainable. Combustion of diesel fuel is a good technical solution; however, it is neither economic nor environmentally tenable. This paper presents the advantages of using biomass as an energy source, along with its potential increase in efficiency when steam is generated in specific circumstances of temperature and pressure.     

Ash effects during combustion of lignite/biomass blends in fluidized bed

Aiming at investigating the role of minerals in evaluating co-firing applications of low rank coals and biomass materials, agricultural residues characteristic of the Mediterranean countries, one lignite and their blends with biomass proportions up to 20% wt, were burned in a lab-scale fluidized bed facility. Fly ashes and bed material were characterized in terms of mineralogical, chemical and morphological analyses and the slagging/fouling and agglomeration propensities were determined.The results showed that combustion of each fuel alone could provoke medium or high deposition problems. Combustion of raw fuels produced fly ashes rich in Ca, Si and Fe minerals, as well as K and Na minerals in the case of biomass samples. However, blending of the fuels resulted in a reduction of Ca, Fe, K and Na, while an increase of Si and Al elements in the fly ashes as compared to lignite combustion, suggesting lower deposition and corrosion problems in boilers firing these mixtures. The use of bauxite as an additive enriched bottom ash in calcium compounds. Under the conditions of the combustion tests, no signs of ash deposition or bed agglomeration were noticed.     

生物质压缩颗粒的燃烧特性

采用TG-DTG热分析技术对麦秸、玉米秸、胶合板粉粒和松木粒4种生物质压缩颗粒的燃烧特性进行了实验研究,考察了其着火及燃尽特性,结合前人提出的综合燃烧特性指数,提出用相对失重速率进行计算.结果表明:生物质压缩颗粒与煤相比,其着火与燃尽温度均较低,燃烧迅速且集中;与生物质粉末相比,其固定碳的燃烧更平稳,燃烧时间延长.4种物质之中,松木粒综合燃烧特性最好,玉米秸最差.     

生物质燃烧技术的应用

生物质作为一种可再生能源,替代矿物燃料可降低大气中ＣＯ２,ＳＯＸ物ＮＯＸ的排放。本文简述了生物质的基本概念及其燃烧过程的机理,介绍了主要的生物质燃烧技术的 实际应用情况,并重点叙述了生物质和煤的混合燃烧,生物质ＩＧＣＣ等两种先进的生物质气化技术和它们在示范电站中采用的系统设备,生物质燃料种类,运行性能     

生物质灰在流化床燃烧中的固硫特性研究

生物质灰分中碱性金属氧化物含量高,能通过燃烧调整,使灰在燃烧过程中固硫,降低SO2排放。研究选取4种生物质,利用小型燃烧实验系统揭示了各生物质在不同燃烧温度下的固硫特性。研究发现4种生物质都在燃烧温度达到820℃时使SO2最大排放浓度达到最高。玉米芯在720℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,为820℃时的23.7%。玉米秆、木屑、麦秆都在670℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,分别为820℃时的63.2%、20.3%、20.9%。670~920℃范围内,生物质的固硫率为10.93%~89.20%。温度670~720℃时,生物质的固硫率较高,达44.15%~89.20%。