生物质微米燃料(BMF)空气-水蒸气气化实验研究

利用自行研制的旋风气化炉,以生物质微米燃料的不完全燃烧热为气化热源,进行了微米燃料空气-水蒸气气化实验。研究了ER(0.22～0.37)、S/B(0.15～0.59)和燃料粒径对气化温度及气化结果的影响。在实验工况下,气化温度、产气率、燃气低位热值、碳转化率、水蒸气分解率、气化效率分别在586～845℃、1.42～2.21Nm~3/kg、3806～4921kJ/m~3、54.44%～85.45%、37.98%～70.72%和36.35%～56.55%范围内变化。实验结果表明:利用旋风气化炉进行微米燃料空气-水蒸气气化是可行的;ER=0.31、S/B=0.37、较小的粒径能获得较好的气化效果,特别是能获得最高的H_2含量。     

生物质燃料的燃烧与热解特性

根据实验研究得出生物质的燃烧和热解特性：生物质的燃烧过程分为四个阶段，即生物质的脱水，生物质热解和挥发物燃烧，挥发物的燃烧与固体碳表面燃烧并存，固体碳的表面燃烧。不同生物质的放热规律类似。第一个燃烧峰的放热面积小于第二个峰的面积。挥发物的燃烧速率比碳化物质快。生物质的纯热解过程有三个阶段，即脱水、热解和碳化。     

生物质颗粒燃料燃烧模拟实验

在生物质颗粒燃料燃烧试验用锅炉平台上,进行了多种配风、一、二次风配比、不同的二次送风位置及改变燃料层厚度四个工况下的实验研究。实验结果表明：生物质颗粒燃料锅炉热效率高达77.69%,而锅炉排烟中NOX、SO2等环保指标远远低于燃煤锅炉。燃烧模拟实验为生物质颗粒锅炉设计和运行提供规律性参考数据。     

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。     

固体氧化剂提高生物质燃料燃烧性能的研究

运用热分析手段考察了一种固态氧化剂M对粉末状生物质燃料燃烧性能的改善作用,对米糠、木屑两种典型粉末状生物质以空气为氧化剂和以M为氧化剂的燃烧过程进行了对比考察。研究结果表明,M能增加米糠和木屑的放热量,其增加比例分别为1．6倍和2、1倍;添加M能使米糠和木屑的最大燃烧速度由0．37mg／mg．min和0．49mg/mg.min提高到0．63mg／mg．min和1．21mg／mg、min,对应温度由292℃和319℃降低至280℃和278℃。     

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。     

生物质颗粒燃料燃烧设备的研究进展

生物质颗粒燃料是一种优质的清洁燃料,可替代煤炭等化石燃料,广泛应用于炊事、供暖等民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域.文章简述了生物质颗粒燃料的燃烧特性,分析了国内外生物质颗粒燃料燃烧设备的研究进展及应用现状,对3种类型的生物质颗粒燃料燃烧器、进料系统、控制系统、清灰装置以及污染物排放等进行比较,最后指出了目前燃烧器存在的主要问题,并提出了我国生物质颗粒燃料燃烧设备的发展方向.     

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。     

固体生物质燃料燃烧颗粒物排放研究状况

介绍了固体生物质燃料和空气中颗粒污染物的特点,从形成机理、质量浓度、数量浓度、分布特点以及颗粒物成分方面阐述了国内外对颗粒物排放的研究;分析了国内外对固体生物质燃料的颗粒物排放存在的问题,根据我国固体生物质燃料的特点,提出了我国生物质固体成型燃料颗粒物排放的研究方向。     

Combustion Systems for Biomass Fuel

Abstract

Biomass is one of humanity's earliest sources of energy. Traditionally, biomass has been utilized through direct combustion, and this process is still widely used in many parts of the world. Biomass thermo-chemical conversion investigations are certainly not the most important options at present; combustion is responsible for over 97% of the world's bio-energy production. Biomass combustion is a series of chemical reactions by which carbon is oxidized to carbon dioxide, and hydrogen is oxidized to water. Biomass fired domestic stoves are commonly used for space heating and cooking in the rural areas. Biomass residues are now widely used in many countries to provide centralized, medium and large-scale production of process heat for electricity production. Biomass is burned by direct combustion to produce steam, the steam turns a turbine and the turbine drives a generator, producing electricity.     

生物质燃油燃烧特性分析

以小桐子油、小桐子生物柴油、地沟油、地沟油生物柴油、0#柴油作为研究对象,对这5种燃油的黏温特性进行了探究分析,同时在自行搭建的雾化燃烧试验平台研究燃油在炉内燃烧火焰体积、长度及火焰温度变化规律,试验结果表明燃烧温度越高,生物质燃油和0#柴油的运动黏度均减小,地沟油减少幅度最大为81.75%;试验条件相同情况下,0#柴油的火焰长度最大为288.209 mm,地沟油火焰长度的最小为207.814 mm,5种燃油燃烧温度在轴线方向先上升后下降,在径向方向波动较大;在不同工况下,随过量空气系数α或雾化压力p的增大,生物质燃油和0#柴油燃烧火焰体积及火焰长度均呈下降趋势;燃油火焰平均温度的变化趋势随过量空气系数α增大先增大后减小,随氧体积分数的增大一直上升,小桐子油增幅最大为25.90%.     

生物质熔融碳酸盐燃料电池排气催化燃烧实验研究

在自行研制的催化燃烧实验平台上,研究使用4种不同催化剂的生物质熔融碳酸盐燃料电池排气的催化燃烧反应特性,结果表明:总体趋势上,催化燃烧的反应效率随着催化燃烧室入口温度的提升而提高;生物质气高温燃料电池排气中氢气的体积浓度对催化反应特性有很大影响,在氢气浓度低于3%的时候,催化燃烧反应效率随着氮气浓度的提高而明显增加;不...     

生物质燃油燃烧CO和NO排放特性试验研究

以小桐子油、地沟油、小桐子生物柴油、地沟油生物柴油和0号柴油为燃油,研究了其在炉窑内的燃烧排放特性。结果表明:随着油压的增大,燃烧生物质燃油和柴油时,烟气中CO浓度逐渐降低,NO浓度逐渐升高;随着过量空气系数的增大,烟气中CO浓度呈现先减小后增大的趋势,NO浓度变化趋势则相反;在最佳过量空气系数下,烟气中CO浓度最低、NO浓度最高,生物柴油能明显降低CO的浓度,从最高970 mg/m~3 降低到181 mg/m~3 ,但提高了NO的浓度;随着生物柴油混合比例的增大,烟气中CO的浓度逐渐降低。     

在线乳化燃油燃烧烟气排放特性的试验研究

为进一步控制燃油设备的排放污染,采用自制的在线乳化燃油燃烧系统,对不同含水量和过量空气系数共15个工况下的乳化油进行了燃烧试验,并进行定量分析。试验结果表明:乳化燃油含水率和过量空气系数对烟气污染物排放量有很大影响。随着乳化油含水量的增多,NO浓度不断降低;含水量达到5%时,SO_2浓度最低;含水率达到10%时,烟尘浓度最低;含水量达到20%时,NO_2浓度最低,H2浓度达到最高,同时排烟温度达到最高;CO、CO_2浓度随含水量不同变化不大。过量空气系数越大,总体上烟气污染物浓度越低,而排烟温度反而越高。综合各试验工况,当含水率为20%,过量空气系数为1.3时,为最佳排烟工况,NO_x浓度较乳化前降低31%,SO_2降低28%,烟尘浓度降低了57%。     

甲醇-汽油双燃料火花点火发动机试验研究

基于一台由缸内直喷汽油机改装而成的高压缩比双燃料汽油机,研究了甲醇-汽油双燃料喷射方式(M-G,是指进气道喷射甲醇,缸内直喷汽油)和汽油-甲醇双燃料喷射方式(G-M,是指进气道喷汽油,缸内直接喷甲醇)两种双燃料双喷方式对火花点火发动机燃烧排放特性、热效率和爆震抑制的影响。在试验过程中甲醇的喷射比例范围为0~100%。试验结果表明:相比于汽油单燃料发动机,两种双燃料喷射方式(M-G和G-M)都能够显著提高经济性、抑制爆震同时降低微粒排放;G-M双燃料喷射方式相比M-G双燃料喷射方式在抑制爆震、降低微粒排放上效果更加显著。     

循环流化床燃烧生物质的结渣问题研究

在0.2 MW循环流化床上进行实验,以棉杆为燃料,分别采用石英砂和高铝矾土颗粒作为床料,长时间稳定运行.对运行过程中的床料、结渣块取样进行XRF以及SEM分析,分析生物质循环流化床运行中产生结渣的原因.研究结果表明,床料和结渣块中富集了大量的碱金属,并且随着运行时间的延长,富集的含量越来越高.生物质灰中的碱金属和床料中的SiO2反应生成低共熔点的硅酸盐化合物是引起结渣的主要原因.     

生物质热解与燃烧特性试验研究

对稻秆的热解特性和燃烧特性进行了热重分析(TG)和差分热重分析(DTG)研究.热解试验中采用高纯氮气作为保护气体.采用升温速率为15 ℃/min、40 ℃/min、100 ℃/min,加热终温800 ℃.燃烧试验在干燥热空气气氛下进行,升温速率40 ℃/min.通过对稻秆热解和燃烧特性的TG和DTG曲线,深入分析稻秆热解、燃烧的基本过程和基本特征.并通过动力学分析获得了不同升温速率下热解和燃烧的活化能和频率因子动力学参数.     

生物质燃油雾化喷吹特性试验研究

采用高速摄像机,研究了几种常见生物质燃油的雾化特性,分别对雾化锥角、索特平均直径(SMD)、液滴速度以及雾化液滴的尺寸数目分布进行了研究。结果表明,生物质燃油的雾化锥角随压力增大而增大,三种生物原油相比,地沟油的雾化锥角最大;生物柴油相比小桐子油生物柴油的雾化锥角最大。索特平均直径(SMD)随压力的增大而减小且具有一定的线性关系;雾化液滴在轴向上方的速度较大,而在轴向下方的液滴速度较小;地沟油中小液滴数目较多,使得其分布曲线峰值较高。三种生物柴油的粒径尺寸分布趋势一致,小桐子油生物柴油小尺寸液滴数目更多一些。