生物质与煤矸石(煤系高岭土)共燃行为及固定碱金属特性研究

采用热重(TG)分析和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)研究了秸秆和煤矸石单独燃烧和共燃烧过程中的燃烧特性以及秸秆中碱金属元素的固留特性,采用Coats-Redfern积分法对秸秆和煤矸石共燃烧过程进行了动力学特性分析。结果表明:秸秆与煤矸石的混燃过程中存在强烈的交互作用,其中煤矸石掺混比例为10%时燃烧特性最优,混燃时随着煤矸石的添加,混合物的固定碳燃烧反应活化能降低且交互作用改变了燃烧过程中的反应机理;煤矸石质量分数为10%时对碱金属的释放抑制效果最好,在该比例下碱金属K、Na分别在1 000℃与1 100℃时的固定效果最优。

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。

生物质与煤共燃研究(Ⅱ)燃烧性质分析

对低温热解生物质和煤共燃的燃烧性质进行了研究 .在热解温度 3 0 0℃ ,热解时间3 0 min下对三种生物质 (锯屑、谷壳和花生壳 )的热解产品、长焰煤、无烟煤、热解锯屑和长焰煤混样 (1∶ 1 0 )、热解锯屑和无烟煤混样 (1∶ 1 0 )七个样品的燃烧热重分析发现 :热解生物质的燃烧性能相近 ,组成结构相似 ,主要分为挥发分释放燃烧阶段和焦炭燃烧阶段 ,分别位于 3 0 0℃～ 40 0℃和40 0℃～ 5 0 0℃之间 ,其出现分别较煤的温度低 ;长焰煤与热解锯屑混燃可以有效地降低着火温度 ,而热解锯屑与无烟煤混燃时 ,由于燃烧性质差异较大 ,是分别燃烧 ,不产生协同效果 ;热解锯屑与长焰煤、无烟煤共燃能够有效地提高煤的着火性能 ,在总体燃烧性能上 ,虽然热解锯屑明显好于长焰煤和无烟煤 。

生物质与煤共燃研究(Ⅰ)生物质的低温热解

介绍了生物质与煤共燃的研究流程及其主要的研究方法 .通过对三种主要农业剩余生物质 (锯屑、谷壳和花生壳 )热解过程中的失重率变化、物理性质变化、工业分析变化、元素分析变化和发热量变化的研究发现 ,三种生物质在热解温度 2 2 0℃～ 3 0 0℃ ,热解时间 3 0 min～ 6 0 min下进行低温热解时 ,热解过程主要受热解温度控制 ,受热解时间控制较弱 .随热解温度升高 ,热解时间延长 ,生物质的热失重率逐渐升高 ;生物质逐渐变得易于研磨 ;在工业分析上挥发分逐渐减少 ,固定碳及灰分不断提高 ,水分含量大幅下降 ;在元素分析上 O元素的含量不断下降 ,C元素的含量不断上升 ,从而发热量不断增加 .研究表明 ,当热解温度为 2 70℃～ 3 0 0℃时 ,热解生物质的各项性质可与煤接近 .

涡旋式分解炉中煤及垃圾衍生燃料共燃烧耦合CaCO_3分解的数值模拟

针对一实际尺寸的带下置涡流室的分解炉进行了数值模拟,探讨了煤、垃圾衍生燃料(RDF)两种燃料共燃与碳酸钙分解相耦合的化学反应过程。计算所得煤粉及RDF燃烬率分别为99%和100%,碳酸钙分解率为95%,与工程实际数据吻合较好。结果表明:煤粉自涡流室顶部入炉后,先向下俯冲,再在气流的携带下转而向上运动,在分解炉柱体部分螺旋上升,其燃烧时以焦炭燃烧占主导,在涡流室上方的锥体部分及锥体部分上方的下半柱体部分形成主燃区;RDF自分解炉柱体部分下部水平入炉后,先运动至中部,旋即与煤粉流交织在一起螺旋上升,其燃烧时以挥发分燃烧占主导,在分解炉下半柱体部分形成主燃区;CaCO_3自涡流室顶部入炉后,首先在涡流室及其下方的锥体部分做涡旋运动,一部分因吸收高温气流的热量而分解,剩余大部分上旋至燃料主燃烧区,因吸收燃烧所释放的热量而分解;燃料燃烧放热与CaCO_3吸热分解相耦合后,最终在分解炉柱体部分形成了均匀、稳定的温度场。

生物质与煤共燃发电CDM项目案例分析

以广东省生物质与煤共燃发电技术应用为清洁发展机制（CDM）项目案例，基于三个基准线，应用增量成本分析方法，计算了不同燃料比例时，生物质与煤共燃发电的单位碳减排成本，并对其进行了敏感性分析．结果表明，CDM项目的单位碳减排成本在76～111美元／吨之间，且在共燃中年处理生物质9．1～36．4万吨时，实现CO2年减排量34092～146698吨．

涡旋式分解炉内煤粉与RDF共燃过程中的交互影响

针对一实际尺寸的涡旋式分解炉,建立了煤粉与RDF共燃模型,通过数值模拟的方法研究了从不同高度入炉的煤与RDF共燃过程中的交互影响规律。研究结果表明:位于煤粉进口上方的RDF入炉燃烧后,对来自下方的未燃烬煤粉的燃烧具有一定的阻碍作用,使其燃烧速率降低了,进而使得交互作用区的温度有所降低;而位于RDF进口下方的煤粉燃烧后所产生的高温气流上升至RDF燃烧区后,则对RDF的燃烧产生了很强的促进作用,不仅使其燃烧速率提高了,而且使其燃烧路径缩短了;在燃料完全燃烧所释放的热量相等的前提下,当一部分煤粉被RDF替代后,炉内的温度梯度将变小,但平均温度会有所下降。

循环流化床中谷壳与煤共燃SO_2生成特性研究

在循环流化床实验台上,对谷壳与煤共燃的SO2生成特性进行了实验研究,着重研究了床温、过量空气系数对SO2生成特性的影响.实验表明,谷壳与煤共燃能够使煤燃烧的SO2生成量降低50%以上;加入谷壳的比例存在一个最佳范围,不超过30%;共燃时SO2的生成量随床温的升高而增加,SO2的减排率随床温的升高呈起伏变化,温度为850℃时减排率最大;共燃时过量空气系数变化对SO2的生成量无显著影响.

生物质与煤共燃技术

对农林业废弃物、下水道污泥等生物质与煤共燃技术在燃料制备、燃尽特性、热效率、污染物排放、积灰、腐蚀等方面进行了介绍。这些生物质与煤共燃虽具有较高的积灰和腐蚀性,但其可降低CO2、SO2、NOx的排放,环境效益显著。

煤粉锅炉共燃生物质发电技术的特点和优势

对生物质燃料的特性、煤粉炉共燃生物质的技术特点和技术优势进行了分析。结果表明,煤粉炉共燃生物质技术简单,投资和运行费用低,不仅可大量而高效地利用生物质发电,而且可降低现役燃煤电厂CO2、SO2、NOx的排放,社会效益显著,值得在我国推广和应用。

生物质与煤共燃污染物的研究

简要阐述了生物质与煤共燃的意义及其应用前景。在此基础上,介绍了生物质与煤共燃的分类方法,总结了生物质与煤共燃的各种污染物状况,着重分析了生物质再燃脱除NOx以及利用生物质型煤脱除SOx的研究形状,最后指出了共燃研究中存在的问题。

不同掺烧比例生物质与煤共燃系统热力学分析

为了对生物质与煤共燃系统进行节能分析,并提供理论依据,本文基于热力学定律对396 t/h高温高压CFB锅炉生物质与煤共燃系统进行了研究,分析了掺烧生物质比例对锅炉排烟温度、热效率和?效率的影响。结果表明,随着掺烧生物质比例的增加,锅炉排烟温度逐渐升高,热效率由89.62%逐渐减低,?效率由46.11%逐渐下降,且炉膛内部受热面以及尾部烟道各受热面的换热效率都高达98%,而炉膛内部受热面的换热?效率仅约38%,故而在?分析下,该CFB锅炉炉膛内部受热面仍存在很大的节能潜力。

农业废弃物与煤共燃发电的温室气体减排效益分析

农业废弃物燃烧能实现CO2零排放,并避免其自然腐烂所产生的CH4,具有双重减排效果。为此,以农业废弃物与煤共燃发电作为清洁发展机制(CDM)项目,分析了农业废弃物与煤共燃的燃烧和污染物排放特性,计算了其单位碳减排成本。结果表明,在不同混燃比例下,单位碳减排成本范围在107～126$/(t.CO2)之间,与其他可再生能源项目相比,具有明显的竞争力。

低温热解生物质与煤共燃的污染性能和经济性能评价

在简要说明生物质与煤共燃意义的基础上 ,对低温热解生物质和煤共燃的污染性能和经济性能进行了研究和评价。认为低温热解生物质 (锯屑、谷壳和花生壳 )与煤共燃能够减排CO2 、CH4 等温室气体及NOX 和SO2 等大气污染物 ,减排重金属污染物和其它微量有毒有害元素 ;同时 ,二者共燃可以在运输成本、存储成本、电厂生物质处理费用、设备改造费用和节约煤炭等方面降低电厂的运营成本 ,但也可能在生物质低温热解产品加工上提高生产费用以及在因燃用热解生物质可能造成的积灰结渣上提高设备维护费用。可以预见 ,生物质与煤共燃的研究将是实现能源可持续发展的有效措施之一。

牛粪与煤共燃对热值、燃烧速率及烟气排放物的影响

在试样质量以及其他的试验条件基本相同的情况下,将煤与生物质(牛粪)按一定比例混合,对其进行热值测定、燃烧速率及污染物排放特性分析。结果表明,在试验用煤中加入生物质(牛粪)其热值降低,燃烧速率在燃烧前期增大,中后期变化不大,主要污染物SO2,NOx排放浓度却均有不同程度的降低,另外对生物质能降低热值及SO2,NOx排放的原因进行了讨论。

循环流化床中谷壳与煤共燃降低SO_2排放实验研究

在循环流化床实验台上,对谷壳与煤共燃降低SO2的排放进行了实验,着重研究了床温、过量空气系数对SO2生成特性的影响。实验表明:谷壳与煤共燃能够降低煤燃烧的SO2生成量50%以上;加入谷壳的比例存在一个最佳范围,不超过30%;共燃时SO2的生成量随床温的升高而增加,SO2的减排率随床温的升高呈起伏变化,温度为850℃时减排率最大;共燃时过量空气系数变化对SO2的生成量无显著影响。

木粉与塑料粉循环流化床中共燃的NO_x生成研究

为减少废塑料在焚烧过程中NOx的生成及充分利用生物质能,提出在循环流化床中将废塑料和生物质进行共燃的处理方法。在实验室循环流化床装置上进行了木粉和塑料粉的共燃实验,研究了温度、木粉和塑料粉混合比例对NO和NO2生成浓度的影响。实验结果表明:随温度升高,NO生成浓度升高,而NO2生成浓度迅速降低;随木粉和塑料粉混合比例增加,NO和NO2生成浓度均降低;共燃时NO的生成量低于2种物料单独焚烧时其生成量的线性叠加,实验条件下NO的减少量最高达43.3%。为寻找二者共燃时NOx生成的一般性规律,采用径向基神经网络建立了NO生成的预测模型,预测结果表明该模型具有很高的准确性。

花生壳与煤共燃的燃烧特性研究

用热重分析法,对花生壳与煤以相同比例掺混后在不同升温速率下进行了共燃试验。研究表明,生物质的加入改善了煤的燃烧性能,且随升温速率的升高,着火温度呈下降趋势;各试样的挥发分最大释放速率、固定炭最大燃烧速率、燃尽温度均呈增加趋势,它们的燃烧特性均随升温速率的升高而变好。

循环流化床中木粉与塑料共燃的NO_x生成研究

为研究木粉与塑料共燃的氮氧化物生成规律,在自行设计的循环流化床装置上进行了二者的共燃实验。研究了温度、木粉和塑料粉混合比例对NO和NO2生成浓度的影响。实验结果表明:随温度升高,NO生成浓度升高,而NO2生成浓度迅速降低;随木粉和塑料粉混合比例增加,NO和NO2生成浓度均降低,且共燃时NO的生成量低于两种物料单独焚烧时其生成量的线性叠加。为寻找二者共燃时氮氧化物生成的一般性规律,采用BP神经网络建立了NO生成的预测模型,预测结果显示该模型具有很高的精度。

煤粉与木粉共燃的NOx生成特性分析

建立了单角炉煤粉射流燃烧模型 ;计算了炉内速度场、浓度场、温度场 ;并计算了煤粉单独燃烧时“燃料”型和“热力”型NO的生成 ;分析了从单角炉的不同部位喷入木粉、煤粉与木粉共燃时 ,木粉燃烧焦碳对NO还原能力差异的原因 ;