生物质颗粒燃料的挥发性有机物排放特征

在中国北方某农村地区开展了民用生物质颗粒的VOCs排放实地测试,对比研究了不同类型燃料与炉灶使用场景的VOCs排放特征.基于吸附管采样,气质联用定量的结果表明,民用取暖炉中生物质颗粒燃烧的ΣVOC排放因子在48.5~684.5mg/kg,其中芳烃类占总排放的37.0%~85.8%,其次是卤代烃类,占14.2%~63.0%.苯和甲苯是组成丰度最高的组分,其次是二氯甲烷和苯乙烯等物质.基于PID检测器获得的TVOCs实时排放曲线与CO释放动态过程具有一定的同步性.燃料类型与燃烧场景对TVOCs排放有显著影响.点燃与剧烈燃烧阶段排放的VOCs占总排放的53.0%~71.2%,而阴燃阶段的TVOCs排放显著低于其他阶段.燃烧效率与TVOCs浓度间没有显著的统计学相关性(P>0.05).PID法与GC-MS法定量获得的排放因子有显著的正相关关系,但二者定量数值具有显著的差异.GC-MS定量组分仅占总排放因子的4%以内.明晰生物质颗粒燃烧的VOCs排放特征和影响有助于进一步完善排放清单,降低不确定性.

生物质颗粒燃料湿法成型粘结剂的制备与应用研究

粘结剂对生物质颗粒燃料结渣率有显著影响,并通过以木质素为基体,通过解聚、羟甲基化、胺化制备高性能的粘结剂,并通过与高岭土等无机矿物质复合来改善生物质颗粒燃料物理性能及易结渣的特性。结果表明:胺化木质素/高岭土为7∶3(wt%)时,生物质颗粒燃料的抗跌碎强度达95.67%,真实密度为0.97 g/cm^(3),结渣率下降到14.2%,相比只添加胺化木质素粘结剂的颗粒燃料的结渣率下降了42.51%。该复合粘结剂具有粘结强度高、抗结渣性好等性能,且成本低、工艺简单和环境友好等特点。

生物质颗粒燃料炊事炉具设计与试验

生物质颗粒燃料是利用机械力将松散的生物质压缩或挤压成为密度较大、热效率较高、便于运输储藏的固体颗粒燃料,是煤的清洁替代能源,已广泛应用于工业和热力发电领域。针对生物质颗粒燃料的燃烧特性,设计了一种适用于农村地区的民用生物质颗粒燃料炊事炉具,并对其性能进行测试。测试结果显示,其热效率30.7%,升温速度24.4~25.7°C/min,炉膛内最高温度709°C,烟囱出口烟气最高温度286°C,烟气成分中O_(2)、CO的浓度范围分别为9.8%~17.4%、23~886 mg/m^(3),满足民用炊事炉具性能要求,可为农村民用生物质颗粒燃料炊事炉具的设计提供理论依据。

典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验

为研究生物质颗粒燃料的燃烧特性及污染物排放特性,该文以国外引进的生物质颗粒燃料燃烧器为试验装置,选择了8种典型的生物质颗粒燃料进行试验研究。试验结果表明,挥发份含量越高,含水率越低,生物质颗粒燃料所需的点火时间越短,SO2、NOx等污染物排放质量浓度远低于国家标准,但存在着部分生物质颗粒燃料灰分含量过大、结渣严重等问题。对大多数颗粒燃料来说,软化温度越高,结渣率越低,当软化温度超过1389℃时,不会发生结渣;Si元素、碱金属元素含量越高,越容易结渣,碱土金属元素含量越高,越抗结渣。玉米秸中Si的质量分数为27.70%,底灰结渣率达到48.84%,落叶松中Si的质量分数仅为9.76%,不结渣;使用添加剂后,玉米秸的底灰结渣率降低了22.77%。这将为设计适合中国国情的生物质颗粒燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。

生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究

该文利用热重分析仪对玉米秸秆、木屑、混合木屑三种生物质成型颗粒燃料进行了理论分析,分段比较了三种颗粒燃料的燃烧特点及各段表观活化能和频率因子的热化学动力学参数,分析了成型处理工序对生物质燃烧特性的影响。结合颗粒燃料在燃烧炉中的实际燃烧特点,明确了影响颗粒燃料燃烧适应性的主导因素是挥发分的析出和燃烧速率,由此为改良低质颗粒燃料、提高燃烧炉适应性提出了指导性建议。

生物质颗粒燃料特性及其对燃烧的影响分析

采用欧盟生物质固体成型燃料标准(CEN/TC 335)试验检测了中国和瑞典典型的10种生物质颗粒燃料,重点对中国的秸秆类颗粒燃料与瑞典的木质颗粒进行了对比,并分析其对燃烧特性的影响。结果表明中瑞两国的生物质颗粒燃料都能满足技术标准要求,瑞典木质颗粒具有较高的性能参数;中国的玉米秸秆颗粒燃料发热量比瑞典木质颗粒低20.9%,挥发分低,燃烧后灰渣中的硅含量高20%,灰熔点低,燃烧后灰分多,易结渣,对燃烧设备有较高的要求。

生物质固体成型燃料加工生产线及配套设备

针对目前中国生物质原料复杂多样,以及生物质固体成型燃料加工过程中存在系统配合协调能力差、原料适应能力差、生产率低等问题。该文采用模辊式成型原理,研发设计了有强制喂料系统的成型机以及配套设备,采用二次粉碎工艺以及连续喂料与调制喂料相结合的混配工艺,提出了能够适应多种生物质原料特性的固体成型燃料生产工艺路线,建立了生物质固体成型燃料生产线。试验检测结果表明,采用生物质固体成型燃料生产线的每小时生产率比单机状态下提高了17.3%,经济效益提高13.3%,成型率达到98%,堆积密度和颗粒密度也明显高于单机,达到了设计要求。实现了规模化、连续稳定生产,有利于中国生物质固体成型燃料产业化的发展。

生物质颗粒燃料燃烧技术发展现状及趋势

生物质颗粒燃料燃烧器具有热效率高,污染物排放量低,控制性好等优点,可以用于家庭取暖、热水、工业下燥等领域。目前国外生物质颗粒燃料燃烧器已发展成熟,但我国在这方面还有一定差距。通过分析典型生物质颗粒燃烧器的构造,以及点火方式和控制系统,指出国内目前存在燃烧器自动化程度低,核心技术缺乏,原料适应性差,相关技术标准缺乏等问题,最后提出加快点火和自控系统研发,制定行业标准等建议。

抗结渣生物质固体颗粒燃料燃烧器研究

针对我国秸秆类生物质颗粒燃料灰含量高、灰熔点低而导致燃烧过程中易结渣、燃烧器易熄火、燃烧不稳定等问题,采用多级配风原理,设计出高效双层燃烧筒装置,实现三级配风,同时研究了螺旋清灰破渣机构,并在此基础上研制了生物质颗粒燃料燃烧器。采用玉米秸秆颗粒燃料和落叶松木质颗粒燃料进行了燃烧试验,试验结果表明,本燃烧器的多级配风结构和破渣清灰机构设计合理,燃烧效率达到91%,能够有效地将燃烧过程中产生的灰渣排出,结渣率明显下降,实现了连续稳定燃烧。与瑞典PX-20型燃烧器相比,以玉米秸秆颗粒为燃料时,本燃烧器燃烧效率提高了9%、结渣率降低了25.94%,燃料适应性广。

生物质固化成型技术研究进展

生物质固化成型技术是目前利用生物质能比较普遍且效果显著的技术之一。它是将生物质压制为便于运输和贮存的棒状或颗粒燃料,可以提高燃烧效率。文中综述了国内外生物质固化成型技术的开发利用现状,从成型工艺、成型设备、影响因素和燃料炉具4个方面进行了总结,并针对我国生物质能源现状提出了合理、充分开发生物质固化成型技术的相关问题和建议。

生物质固体成型燃料抗结渣研究进展

生物质固体成型燃料具有易储存、运输及使用方便、清洁环保、燃烧效率高等优点,是开发利用生物质能的主要方向之一。但秸秆类生物质原料中无机元素(包括K,Na,Cl,S,Ca,Si,P等)含量较高,导致了生物质固体成型燃料在热化学转化利用过程中出现结渣现象,不仅对燃烧设备的热性能造成影响,而且危及燃烧设备安全,成为阻碍生物质固体成型燃料推广应用的主要因素。文章分析了秸秆类生物质燃料的结渣机理,介绍了国内外生物质燃料抗结渣特性的研究现状,探讨了原料预处理、添加剂和颗粒密度对燃料抗结渣特性的影响,最后分析了目前生物质抗结渣研究中存在的问题,并提出了未来的研究方向。

燃用生物质颗粒燃料锅炉的燃烧及排放特性

为得到燃用生物质颗粒燃料锅炉的燃烧和排放特性,建立了燃烧模拟实验台,进行了一次风量及二次风量不同配比、不同位置及不同料层厚度等参数对燃烧和排放性能影响的实验,为生物质颗粒燃料锅炉的设计提供了可靠的依据。样机测试和实际应用表明,此形式生物质锅炉高效节能、洁净燃烧、大气污染物排放量低,具有广阔的应用前景。

生物质颗粒成型设备发展现状与展望

介绍了生物质颗粒燃料及其特性,综述了国内外生物质颗粒燃料成型机发展现状,对环模颗粒成型机和平模颗粒成型机的性能和应用进行了比较,并针对目前国内外生物质颗粒燃料成型技术及设备存在的问题,提出了我国生物质颗粒燃料设备及产业化发展方向。

用粗糙集理论评价生物质固体成型燃料技术的研究

由于生物质固体成型燃料技术在中国处于发展初期,技术水平良莠不齐,对其进行综合评价比较复杂,且具有不确定性。该文基于粗糙集理论提出了一种综合评价模型,该模型将模糊综合评价中权重系数的确定转化为粗糙集理论中属性重要性的计算,有效地克服了现有评价模型中权重系数确定的主观性,从而使评价的结果更加客观。利用模型对生物质固体成型燃料技术进行了综合评价,得到了符合实际的评价结果,并结合设备使用要求和技术条件,确定了包括机械活塞成型、胶凝粘结成型、液压活塞成型、对辊挤压成型、环模压辊成型等在内的适宜优先推广的技术评价方案。

生物质户用供热技术发展现状及展望

介绍了国内外生物质户用供热产业、技术的发展现状,分析了国外应用比较广泛的生物质供热设备的特点以及生物质和太阳能联合供热系统,指出了生物质供热技术存在的主要问题,并提出我国生物质户用供热技术的发展方向,发展生物质户用供热技术将有效地缓解由农村传统供热带来的资源环境问题,具有良好的环境、经济和社会效益。

家用生物质颗粒燃料炉的研制

为解决农村秸秆焚烧污染问题,研究以生物质颗粒为燃料的家用生物质颗粒燃料炉供农家炊事使 用。在充分研究、分析生物质颗粒燃料燃烧动力学特性的基础上,根据生物质颗粒燃料挥发分含量高、燃点低 的特点,在生物质颗粒燃料炉的设计中采用了气化、燃烧一体化结构。测试结果表明,生物质颗粒燃料在生物 质颗粒燃料炉内能气化燃烧,残碳也能够完全燃尽。该炉的主要技术指标均符合国家标准,燃烧稳定、高效、清 洁,提高了秸秆的能源利用率。

生物质固体成型燃料环模成型技术研究进展

综合分析了国内外生物质固体成型燃料环模成型技术、成型设备及产业发展现状,比较了生物质环模颗粒成型机和生物质环模压块成型机的性能和产品,指出了生物质固体成型燃料环模技术及设备存在着基础理论薄弱、原料适应差、易损件寿命短等问题;提出了我国生物质固体成型燃料环模成型技术的发展方向。

生物质固体成型燃料技术研究进展及应用效益分析

阐述了生物质固体成型燃料技术的国内外研究现状,对当前生物质成型燃料技术工艺、设备研究进展和生物质固化成型燃料应用状况进行了总结,并分析了我国生物质成型燃料应用的经济、社会和生态效益。

生物质颗粒燃料成型影响因素研究进展

综述了国内外生物质颗粒燃料成型研究资料,分析了颗粒燃料的黏结机理及质量参数,总结了原料含水率、贮藏时间、成型温度、压力等影响因子对颗粒燃料质量的影响,为成型工艺的合理选择及提高生物质颗粒燃料的物理品质提供理论依据和文献参考。

生物质颗粒燃烧器燃料适应性试验

为深入研究生物质颗粒燃料的燃烧特性，探讨自动燃烧器的燃料适应性，该文基于PB-20型生物质颗粒燃烧器，选择了5种灰分小于25%（空气干燥基）的颗粒燃料，分别研究了燃烧工况中进料量和空气量对燃烧性能的影响。试验结果表明灰分含量大于20%的颗粒燃料燃烧不充分，工况不稳定，效率低，结渣大，易熄火，不适用于此类生物质颗粒燃烧器；灰分含量为12.40%的颗粒燃料推荐参数为进料量4 kg/h，风机转速2600～2800 r/min，清渣速度为3 r/min，转5 s/停35 s；灰分在7.21%的颗粒燃料推荐控制参数为进料量3～4 kg/h，风机转速2600～2800 r/min，清渣速度相对应为3 r/min，转5 s/停60～55 s；灰分值低于1%的颗粒燃料均以进料量3～4 kg/h，风机转速2600～2800 r/min，不需清渣为推荐参数。该研究总结了生物质颗粒燃烧器的燃料适用控制参数，为燃烧器的推广应用提供了数据支持。