双环模结构生物质颗粒燃料设备的研制与性能分析

针对目前市场上成型燃料设备能耗高、连续运行能力差等缺点,通过对国内外双环模颗粒成型技术的进展介绍和原理分析,确定双环模的设计参数,研制并运行了SHM-300型双环模颗粒成型设备。研究设备运行过程中转数、水分等因素对造粒产量的影响,对比分析了玉米秸秆粉、花生壳粉、锯末3种原料的造粒成型效果。结果表明,在原料是水分含量15%~18%的条件下,玉米秸秆粉、花生壳粉、锯末的产量分别为533 kg/h、456 kg/h、294 kg/h,其中玉米秸秆粉造粒成型的外观较好,长度为10~30 mm,密度为1.1 g/cm3;花生壳粉造粒成型的外观稍好,长度为10~30 mm,密度为1.0 g/cm3;而锯末造粒成型的外观稍差,长度为10~20 mm,密度为0.8 g/cm3。     

基于Fluent的多种生物质颗粒燃烧数值模拟

基于ANSYS FLUENT(有限元商用计算流体力学)软件模拟烟煤、花生壳、落叶松、玉米秸、稻秆和棉秆6种颗粒在圆筒形燃烧室中的燃烧。对比分析了这6种燃料颗粒燃烧时燃烧室内各截面温度、不均匀系数、氧气质量分数和NO_x质量分数分布。模型燃烧室直径为1 m,长度为10 m。在燃烧室中心径向0.125 m范围内燃料颗粒通过流速为50m/s的高速气流以0.1 kg/s的质量流量喷入燃烧室,在径向0.125~0.5 m范围内通入流速为15 m/s的空气。燃料颗粒粒径为40μm,密度为1 200 kg/m~3。研究表明:高热值的燃料在各个截面上的最高温度均高于低热值燃料,烟煤、花生壳、落叶松、玉米秸、稻秆和棉秆燃烧时燃烧室最高温度分别为2 643.26、2 260.37、2 190.83、2 163.35、2 130.37和2 060.83 K;生物质燃料的温度分布均匀程度优于烟煤;生物质燃料产生的NO_x明显较少,其中棉秆最少;在余气系数均为1时,各燃料燃烧时燃烧室内最高温度均有所提高,但是整体仍然满足高热值燃料温度高于低热值燃料的规律。     

一种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置的研制

抗碎性是评价生物质颗粒燃料品质特性的一个重要标准参数。介绍了以我国标准为依据,参考国外抗碎性测量仪和我国焦炭抗碎性测量仪器,研制的一种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置,并通过实验确定所需转速、电机的功率和主体尺寸等主要设计参数。这种新型生物质颗粒燃料抗碎性测量装置能较好地模拟颗粒燃料在运输过程中受到的各种压力,自动运转,使得测量更加方便,且其结果精确可靠。     

烟秆和木屑生物质颗粒燃料成型工艺参数优化

文章以烟秆和木屑为研究对象,首先研究了当生物质成型颗粒的成型特性最佳时,烟秆和木屑的混合比,并在此基础上进行了单因素试验和多因素正交试验,得到了关于生物质成型颗粒径向抗压力和密度的回归方程。研究结果表明:当烟秆含量为50%时,生物质成型颗粒的成型特性最佳;成型温度、原料含水率和成型压力对生物质成型颗粒密度和径向抗压力影响的大小顺序均为成型压力﹥成型温度﹥原料含水率;当成型压力为6.5 kN,成型温度为101℃,原料含水率为13.5%时,生物质成型颗粒的径向抗压力取得最大值1.73 kN,颗粒密度取得最大值1 334.56 kg/m~3。     

生物质成型燃料化学实验分析

生物质对提高能源利用率和缓解环境污染具有非常重要的作用。以松木、棉柴、花生壳和玉米秸秆这4种典型生物质成型燃料为实验材料,分析其化学特性。结果表明:当原料配比为80%松木+20%花生壳或玉米秸秆时,生物质成型燃料燃烧效率最高,其研究结果可为生物质燃料的高效清洁燃烧提供理论依据。     

低值胶结性物质制备秸秆颗粒燃料成型特性研究

在原有利用农作物秸秆作为成型原料的基础上,添加具有胶黏性的低值胶黏剂,使得生物质成型燃料的成型特性得到进一步提升。试验数据表明,混合了造纸厂废液而制备成的成型燃料,其含水率的高低对成型特性具有显著影响,含水率过低或过高都无法成型。数据显示,当农作物秸秆与造纸厂黑液配比为7∶3,含水率为12%时,密度为1457. 07 kg/m~3,抗跌碎强度为99. 60%,平均抗压强度为134. 44 N,其成型特性、抗吸湿性、耐久性最佳。     

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。     

利用生物发酵床养殖废弃物制取生物质颗粒成型燃料研究

利用生物发酵床养殖废弃物制取生物质颗粒燃料,有效解决了畜禽养殖废弃物环境污染问题,同时扩大了生物质颗粒燃料的原料来源渠道。通过对比试验,研究不同配比原料制取生物质颗粒燃料,生物发酵床养殖废弃物与木屑比值为3∶7时,产品性能最优。通过示范工程建设,规模化推广应用该技术,取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。     

锯末制备生物质成型燃料的试验研究

分别采用冷压成型和炭化成型工艺以锯末制备生物质成型燃料。冷压成型工艺主要考察原料水分、成型压力对燃料的成型性能影响。试验结果表明:原料水分为12%~16%,成型压力为60 MPa的条件下能够制得成型性能较好的生物质成型燃料,其密度与抗跌强度分别能够达到0.94 g/cm3和99%;炭化成型工艺主要考察混合料水分、无烟煤配比、J型粘结剂添加量、成型压力对燃料的成型性能影响。试验结果表明:无烟煤配比为50%、混合料水分为30%、J型粘结剂添加量为8%、成型压力为45 MPa的条件下能够制得成型性能较好的优质生物质成型燃料,其密度与抗跌强度分别为0.93 g/cm3和99.3%。     

堆积密度对燃料阴燃初始阶段失重速率的影响

为了研究燃料堆积状态对其阴燃过程的影响,在阴燃炉(52 cm×40 cm×55 cm)中对堆积密度分别为40,50,60 kg/m3的3种燃料(玉米秸、麦秸和草)进行阴燃试验研究.结果表明:当堆积密度为40 kg/m3时,3种燃料在干燥阶段的失重速率明显大于堆积密度为50,60 kg/m3的燃料,此时玉米秸、麦秸和草平均失重速率分别为0.125,0.06,0.0465 kg/min.当堆积密度为50,60 kg/m3时,麦秸、玉米秸、草在阴燃初始阶段(即干燥和热解阶段)的失重速率差别不明显.