生物质混合物与煤共热解的协同特性

该文选取了秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类及不同生长期的薪炭林等生物质，按等比例混合制备成粉状生物质混合物，在不同的工况下采用热重分析仪，分析研究生物质混合物与典型的褐煤、贫煤和烟煤煤粉的单独热解特性，以及分别与3种煤均匀掺混20%、33%与50%生物质混合物的共热解特性，合理定义了共热解中煤挥发分开始热解的温度。对热解试验数据与计算特性参数的分析表明：不同比例生物质混合物和不同煤化程度煤在共热解过程中，产物的产率基本等于单独热解生物质和煤的产物产率的加权平均值；与单独热解试验结果比较，生物质混合物与煤挥发分的各自析出开始和终止温度均随着生物质掺混比例不同与煤种不同有不同程度的变化，并对其规律进行了机理分析，认为生物质与煤共热解过程中存在协同作用。     

生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

生物质与煤混合的热解特性研究

利用热重分析仪研究了生物质麦杆与煤混合的热解特性。实验发现,生物质的掺混能改善煤的热解特性。随着掺混比例的增大,混合燃料热解的挥发分初始析出温度会降低,最大热解速率增大,而最大热解速率对应的温度下降,挥发分释放变得更加集中,挥发分释放特性指数值变大。在热解过程中,麦秆与煤并没有发生明显的协同作用。     

煤热解过程中多种挥发分生成特性研究

煤热解气(挥发分)组分对煤后续的热解、气化、燃烧等热化学行为有重要影响。为了测量挥发分成分,选取7种煤,测量其脱挥发分失重特性,利用气相色谱和傅里叶红外烟气分析仪对其中2种烟煤挥发分中的含碳氢、含氮、含硫等多达13种组分进行测量,并分析挥发分中的水分来源,结果表明：挥发分中体积分数最大的5种气体成分是CO、CO₂、H₂O、CH₄、H₂;低温下,挥发分中H₂O的体积分数最大,超过40%;高温下,H₂体积分数最大,超过55%。煤热解气中,水分含量与热解温度、煤种密切相关,水分主要来源于煤中的酚羟基在受热后的缩合反应。     

生物质与煤共燃研究

简要介绍生物质与煤共燃的意义及其应用前景。在此基础上,深入分析二者共燃的生物质预处理、燃烧特性、污染物排放及共燃灰污、结渣和腐蚀性、共燃方式及共燃经济性。同时还对所面临的问题如:生物质体密度、能量密度低,高碱金属含量带来的低灰熔点,高氯含量可能带来的腐蚀,提出了一些解决办法。最后对二者共燃的实验研究进行了较深入地分析。     

生物质热解的动力学特性研究

用综合热分析仪研究了氮气或二氧化碳作为载气的条件下,生物质(稻壳、玉米秸秆和木屑)热解的TG/DTG曲线的比较。依据TG曲线,将热解反应分为两个主导反应区,其拐点温度为Tf,并根据热重试验数据,利用改良的Coats-Redfern法和常用的46种机理函数,计算出生物质热分解反应的表观活化能、反应级数及频率因子。利用这些基础的动力学参数,计算出生物质热解的动力学特征值——反应速率常数k,活化熵△S≠,活化焓△H≠,活化Gibbs自由能△G≠,以及空间位阻因子P。用这些动力学特征值可以深入地了解反应过程和机理,预测生物质热解的反应速率以及难易程度。     

基于生物质与煤共气化的系统模拟分析

对所构建的生物质与煤共气化系统进行了流程模拟,研究气化反应温度、生物质掺混比wbio和水蒸气与生物质的质量比S/B对气化特性及热力学性能的影响规律.结果表明,提高气化反应温度和S/B将在一定程度上降低气化合成气的热值和气化效率,其主要原因是反应过程的热能消耗同步增加,即更多的原料化学能被释放出来.相对于煤单独气化过程,掺混一定比例的生物质会降低气化效率,但有利于提高合成气的热值,降低污染物的排放量.     

锡林浩特褐煤与昭通褐煤热解特性研究

本文针对锡林浩特褐煤和昭通褐煤进行热解实验研究,得到热解温度及升温速率对两种褐煤热解规律及产物分布的影响。结果表明,两种褐煤具有相同的热解规律,昭通褐煤热解产物优于锡林浩特褐煤。褐煤热解工艺最优参数为热解温度600℃,升温速率10℃/min。     

污泥与生物质秸秆共热解实验研究

为了使农林废弃物和污泥两者潜在的能量最大化利用,对两种污泥(城市工业污泥、造纸污泥)以及一种典型生物质秸秆开展了共热解的实验研究.研究结果表明,添加生物质可有效改善污泥热解特性;生物质秸秆与污泥热解特性存在显著差异,在共热解过程中组分样品之间存在复杂的交互影响,各特性参数呈现非线性变化规律.工业污泥掺混秸秆时,随着秸秆...     

煤热解特性及热解反应动力学研究

采用热分析法对煤热分解特性进行了热重分析研究,探讨了粒径和升温速率对煤热解失重过程的影响。研究指出,当粒径小于0.25mm时,磨煤过程中煤岩组分富集对热解的影响会大于传热传质对热解的影响。根据试验数据建立了热解动力学模型,分别用积分法和微分法对热解动力学参数求解,得到煤的热解反应级数为3,热解反应动力学参数的计算结果能真实地反映煤的热解情况。     

多种生物质与煤掺混燃烧特性研究

采用热重分析法研究了煤和污泥、秸秆、药渣3种生物质掺烧时的燃烧特性.结果表明:煤在燃烧过程中仅有1个明显的失重峰,为挥发分和焦炭同时燃烧形成;而污泥、秸秆和药渣均有3个明显的失重峰,其中第1个峰是水分析出引起,第2个峰为挥发分的析出与燃烧阶段,第3个峰为固定碳的燃烧阶段;秸秆挥发分和固定碳燃烧对应的失重峰相邻较近,而污...     

农业生物质稻草与烟煤混烧特性及动力学分析

采用TG-DTG-DSC联用技术对农业生物质稻草、烟煤及其混合燃料进行了热重实验,研究了其可燃特性、着火特性、燃尽特性及综合燃烧特性,分析了混合燃料的燃烧机理,并计算了燃烧动力学参数。结果表明:稻草与烟煤混烧的DTG曲线出现2个峰值,随着稻草在混合燃料中所占比例的增加,在DTG曲线2个峰值之间,DSC曲线逐渐出现向上的吸热峰;混合试样的着火温度大大低于烟煤的着火温度,混合燃料S6(稻草∶烟煤=4∶1)的着火温度及燃尽温度最低,其最大反应速度和平均反应速度均大于其他混合燃料的值;混合燃料的前期主要属于均相着火,后期属于多相着火;混合燃料在低温阶段反应级数约为1.5,高温阶段反应级数约为0.4;混合燃料低温阶段活化能及频率因子均大于高温阶段的活化能及频率因子,体现了活化能与频率因子变化的一致性;在烟煤中适当加入生物质稻草有利于促进烟煤的充分燃烧,提高其燃烧效率,从而降低纯烧煤所带来的环境污染。     

生物质与煤混燃经济性和排放特性的敏感因素优化

在4430 t/h锅炉上进行生物质和煤混燃的试验,从实际运行角度设计试验工况,对其经济性和排放特性进行测试,就影响经济性和排放特性的敏感因素作回归分析和计算.提出了经济性和排放特性的最佳运行工况点.     

600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉燃烧特性研究

为研究不同生物质气喷口位置对锅炉燃烧特性影响,针对600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉,基于ANSYS软件数值研究了生物质气喷口位置变化对炉内温度分布、组分分布以及NOx质量浓度分布的影响,得到了生物质气喷口位置对炉内燃烧及NOx生成影响规律。结果表明:燃煤锅炉混燃生物质气对煤粉燃尽率影响不大,相比于纯煤燃烧工况,炉膛出口烟温和NOx质量浓度降低;在研究的工况范围内,随着生物质气喷口位置的升高,炉膛出口烟温上升,NOx质量浓度先降后升,燃烧器区域O2和CO质量分数降低,CO2质量分数上升;当生物质气喷口位于第2层一次风喷口处时,炉内混燃状况最好,炉膛出口NOx质量浓度最低。     

生物质与煤混烧特性的数值模拟研究

针对生物质与煤混烧影响锅炉经济燃烧特性现象,笔者采用处理软件Gambit建立锅炉流场空间网格物理模型,利用Fluent模拟混烧过程并对其数学模型进行求解,模拟混烧过程,并根据长春某电厂生物质混烧参数,计算分析了不同混烧比时的锅炉炉内流场与温度场变化,得出了不同混烧比例下炉内燃烧流场、温度的变化规律.计算结果表明,随着生物质与煤混烧比例的提高,炉内流场动力特性无明显变化,但炉内燃烧温度下降比较明显.     

生物质发电锅炉的调试特点

通过不同生物质燃料发电锅炉的调试,得到生物质燃料的共性——高挥发分、高水分、低发热量,提出与常规燃料的锅炉不同调试的方法和依据,并从生物质燃料灰的特性,分析造成返料器堵灰的原理和防止方法.     

煤与生物质共气化并联型液体燃料-动力多联产系统能量利用特性分析

为了研究煤与生物质共气化条件下多联产系统能量利用特性与煤炭节省率,建立了煤与生物质共气化并联型FT合成油-IGCC多联产系统。进料量为3 000 t/d,FT合成侧合成气分流比设为0.2、0.4、0.6、0.8。结果显示:当生物质掺混质量分数为0.2时,在每一个设定的分流比下系统均能获得最大热效率,分别为46.39%、46.51%、46.59%、47.49%。生物质质量分数小于0.2时,在每个设定分流比下具有较优的煤炭节省率;生物质质量分数超过0.2时,FT合成侧合成气分流比对煤炭节省率影响更为明显。因此,在特定生物质质量分数下可通过增加FT合成侧合成气分流比来提高多联产系统煤炭节省率。     

生物质气与煤粉混燃过程数值模拟

为了分析生物质气与煤粉混燃对锅炉燃烧过程的影响,利用Gambit软件对锅炉的炉膛结构进行网格划分,并基于Fluent软件,搭建生物质气和煤粉混合燃烧模型,对混合燃烧过程进行数值模拟和计算,分析随着生物质气掺烧比的变化,炉内温度场、速度场以及一次风喷口的气流场等的分布特征。结果表明,随着生物质气掺烧比的增大,炉膛中心截面最高温度逐渐降低,燃烧器区域的温度逐渐升高,炉膛中心部分气流速度及旋转强度增强,但对一次风口处的流场影响不大。     

煤泥和原煤的燃烧动力学特性实验研究

利用热重分析法,研究了煤泥和原煤在不同升温速率与不同氧体积分数下的燃烧特性差 异。结果表明:升温速率的增加能够提高着火温度与燃尽温度,升温速率越快,着火温度与燃尽温度越高,燃烧特性指数越大,燃烧特性越好;综合燃烧特性指数S与氧体积分数呈线性关系,相同升温速率下,氧体积分数越高,燃烧特性指数越大;相同条件下原煤的燃烧特性参数要远大于煤泥,且氧体积分数对原煤燃烧特性参数的影响小于对煤泥的影响;煤泥的活化能分布随氧体积分数的增加先增大后降低,而原煤的活化能分布随氧体积分数的增加一直增大;提高升温速率与增加氧体积分数均有助于原煤和煤泥的燃烧,且煤泥受氧体积分数的影响更加明显。