基于实测数据的高炉煤气单位热值含碳量推荐值的修正方法

钢铁工业碳排放核算方法依据GB/T 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分:钢铁生产企业》所提供的排放因子法,单位热值含碳量(C_(C))作为表征可燃物质在单位热值下碳元素含量的指标,是排放因子法计算碳排放量的重要影响因子。前人对于钢铁工业碳排放研究主要侧重于各种核算方法之间的差异性,而对于单位热值含碳量推荐值准确性鲜有研究。为研究可燃物质单位热值含碳量对于碳排放计算的影响,选择钢铁工业炼铁工序副产气体高炉煤气作为研究对象,基于某钢厂高炉煤气各项指标实测数据,计算得出不同组分(CO和CO_(2))含量下高炉煤气C_(C)实测值,分析不同组分含量高炉煤气低位发热量实测值、全碳组分C_(C)实测值、燃烧过程C_(C)实测值等实测参数变化。结合排放因子法广泛应用的现状,基于C_(C)实测值波动情况,提出3种将C_(C)推荐值修正为燃烧过程C_(C)的方法,在各自适用条件修正值与实测值的偏差均小于5%;最后,用该钢厂高炉炼铁工序2021年有关统计数据,针对高炉煤气C_(C)推荐值修正前后高炉本体碳排放计算结果进行对比分析,修正前高炉本体每吨铁的碳排放量-0.19 t,修正后高炉本体每吨铁的碳排放量0.415 t,修正结果与真实碳排放情况较吻合。研究结果表明,在计算钢铁工业高炉本体二氧化碳排放时,使用实测均值、修正系数w(CO)[w(CO)+w(CO_(2))]和w(CO)—C_(com)拟合曲线修正高炉煤气单位热值含碳量,计算结果与实际相符。

便携式激光诱导击穿光谱仪的研制及其在煤质检测中的应用

目前煤炭企业或火电厂对煤炭质量的检测普遍采用多种离线分析技术,虽然检测精度高,但离线分析程序复杂、分析时间长、信息反馈滞后,不能适应国家低碳经济建设和节能环保的发展战略要求。为满足煤炭现场快速检测的应用目标,开展了基于激光诱导击穿光谱的便携式煤质快速检测装置的研制,从光路的稳定性、设备的紧凑性和光谱定量算法方面开展了设计和优化。所研制的便携式激光煤质快速检测装置具有激光能量高(单脉冲能量>80 mJ),整机重量轻(<10 kg),光谱波段范围宽(200~1100 nm)和重复精度高的特点,可满足煤中所有元素和工业指标的分析。采用该装置对30个电厂常用煤样进行了光谱测试和分析,采用基于马氏距离(MD)的异常数据剔除算法和基于稀疏矩阵的基线估计与降噪算法(BEADS),对煤饼的实测光谱数据进行了预处理,结合支持向量机算法(SVR)对煤炭的碳含量、灰分和热值进行快速检测,SVR模型的拟合系数R 2均能达到0.9999,其中,碳含量的预测均方根误差(RMSEP)为4.5126%,平均相对误差(MRE)为6.74%;灰分的RMSEP为2.8315%,MRE为8.19%;热值的RMSEP为1.4399 MJ/kg,MRE为5.96%。该装置样机可用于多场景下煤质的现场快速检测,对于实现锅炉的燃烧优化、煤炭资源的高效利用和节能减排具有重要意义。

东天山北坡荒漠区15种植物热值特征研究

灌木和半灌木是维持干旱和半干旱地区生态系统稳定性的重要植被类型。采集东天山北坡荒漠区的15种优势灌木和半灌木植物茎、枝、叶等器官样品,测定其热值、灰分、碳含量,研究灌木种类、器官、灰分含量和碳含量对灌木热值的影响及其相关性,以期为深入了解干旱地区典型沙漠环境下的物质和能量循环研究提供理论依据。结果表明:1)15种植物全株(地上)热值范围为14.21KJ/g(短叶假木贼)~19.87KJ/g(小檗),平均热值为18.38KJ/g,该值高于全球陆生植物平均热值;2)灌木物种科间热值和碳含量存在差异,豆科和菊科植物相对于蔾属和蓼科植物有更高的热值和碳含量;3)灌木植物茎、枝、叶的热值,灰分含量和碳含量也存在差异,植物各器官热值平均值大小顺序为茎>枝>叶,灰分含量平均值大小顺序为叶>枝>茎,碳含量平均值大小顺序为枝>茎>叶;4)热值与灰分之间呈现极显著负相关(P<0.01),与碳含量呈现极显著正相关(P<0.01)。

内蒙古草原67种植物碳含量分析及与热值的关系研究

采用野外取样与室内分析相结合的方法,对内蒙古锡林郭勒3种草原类型中67种植物的碳含量,以及碳含量和热值的相关关系进行了研究。结果表明,67种植物的碳含量呈正态分布。基于生活型分类群的碳含量(%)平均值从小到大依次为:一二年生植物(49.39±2.88)<多年生杂草(52.31±1.65)<半灌木(52.84±1.90)<多年生禾草(53.54±0.88),一二年生植物碳含量显著低于其他类群(P<0.05),其他3个类群之间没有显著性差异(P>0.05)。基于水分生态类型的碳含量(%)平均值从小到大依次为:旱中生植物(50.01±4.36)<中生植物(51.80±1.92)<湿中生植物(51.96±0.78)<旱生植物(52.34±1.90)<中旱生植物(52.54±1.53),不同水分生态功能群之间的碳含量无显著性差异(P>0.05)。在基于科的分类群的碳含量中,不同科的植物之间差异显著(P<0.05),其中:藜科植物的碳含量最低,仅为(48.43±2.65)%。碳含量与热值呈现显著的正相关关系(r=0.52,P<0.01)。

人工林樟子松发热量与碳氢含量的关系分析

对东北林业大学哈尔滨实验林场人工林樟子松发热量和碳氢含量进行试验研究,结果表明,人工林樟子松发热量平均值为20.03 kJ/g,碳含量平均值为47.63%,氢含量平均值为6.39%;人工林樟子松各器官中,发热量和碳氢含量呈现出一致的变化趋势,即树叶各项值最高,树干木质部次之,其它依次为树枝木质部、树枝皮和树干皮;人工林樟子松各器官中,发热量与碳氢含量存在显著的相关关系。

固体不完全燃烧热损失对锅炉热平衡效率的影响

分析了燃煤发热量和炉渣含碳量变化对锅炉固体不完全燃烧热损失的影响,推导出在其他热损失不变的前提下固体不完全燃烧热损失对锅炉热平衡效率的影响。

我国煤炭的单位热值碳含量研究

针对我国目前不同煤种的单位热值碳含量底数不清,相关国家标准仅给了一个缺省值,单位热值碳含量指标参数过于宽泛的问题,调研了我国12家大型煤炭企业集团的碳含量数据,分析了全国各煤种的单位热值碳含量,对比研究了原煤和商品煤之间单位热值碳含量变化规律。结果表明,我国各煤种原煤的单位热值碳含量范围在24.0×10^(-3)~27.8×10^(-3)kg/GJ,商品煤为23.4×10-3~27.5×10-3 kg/GJ;原煤经过洗选后,除贫瘦煤、瘦煤和无烟煤外,其他煤炭的单位热值碳含量稍有减小;单位热值碳含量随着煤化程度的升高,先减小后增大。

淮南矿区煤炭发热量预测模型研究

分析了淮南矿区不同煤层煤样的基本特性,建立了煤炭发热量预测模型。淮南矿区煤具有低/中灰分、中/高发热量以及特低硫的特点。灰分和固定碳含量与煤炭发热量有显著相关性,由此建立了基于灰分和固定碳含量的淮南矿区煤炭发热量预测模型。利用发热量的实测值对模型预测值的准确性进行验证,相对误差为-1.9%~1.95%。该模型可用于发热量预测系统的开发,实现对淮南矿区煤炭发热量的快速估算。

广东省林下植物碳含量和热值特征分析

为准确估算广东地区林下植被碳储量和能量,应用湿烧法和氧弹式热量仪法对该地区共计11类林下植物的碳含量和热值进行了测定和分析,结果表明,碳含量大小顺序为杉木(Cunninghamia lanceolata)(下木,505.47 g/kg)>其它灌木(496.36 g/kg)>阔叶类(下木,491.24 g/kg)>岗松(Baeckea frutescens)(491.06 g/kg)>桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)(476.62 g/kg)>竹灌(474.19 g/kg)>大芒(Miscanthus fl oridulus)(473.60 g/kg)>芒萁(Dicranopteris dichotoma)(469.09 g/kg)>小芒(M.sp.)(452.73 g/kg)>其它草类(411.28 g/kg)>蕨类(387.30 g/kg),总体上遵循下木>灌木>草本的规律;热值大小顺序为下木杉木(19.83 MJ/kg)=下木阔叶类(19.83 MJ/kg)>其它灌木(19.50 MJ/kg)>岗松(19.47 MJ/kg)>桃金娘(19.13 MJ/kg)>芒萁(18.54 MJ/kg)>竹灌(18.11 MJ/kg)>大芒(17.86MJ/kg)>小芒(17.77 MJ/kg)>蕨类(16.65 MJ/kg)>其它草类(16.35 MJ/kg),同样遵循下木>灌木>草本的规律;植物碳含量与热值之间符合曲线相关,其实验数值大致遵循模型y=0.000 3x2-0.192 1x+53.383 6,其中x为碳含量(g/kg),y为热值(MJ/kg),R2=0.907 7,该模型可用于筛选具有应用潜力的能源植物。

利用工业分析结果计算煤的发热量

对232组煤的热值及其对应的工业分析数据进行回归分析,推导出煤的发热量与挥发分和固定碳的经验公式、发热量与煤灰含量的定量关联式,两式均具有相当高的相关系数,分别为R2=0.997 9、R2=0.936 9,其计算结果的平均误差均在±5.0%内。对31批次煤物理特性和化学成分分析标准物质的相关煤质数据的验算具有良好的准确度,表明该经验公式可供快速预测煤的发热量时使用。

采用燃料分析法计量化石燃料燃烧产生的碳排放量

准确测定温室气体的排放量是实现温室气体减排目标的基础。化石燃料的燃烧是温室气体的主要来源,在固定燃烧源燃烧煤、燃油或天然气,排放的二氧化碳可以使用燃料分析方法测定。燃料分析法包含两种方法,方法1使用燃料的发热量和排放因子确定二氧化碳排放量;方法2使用燃料的碳含量和氧化率来计算二氧化碳排放量。详细介绍了方法1和方法2的分析步骤、测量方法、仪器、校准方法和不确定度评定,包括基准热量计、发热量、元素含量和天然气成分标准物质、检定规程和校准规范在内的计量技术,保障了二氧化碳排放量测定结果的准确可靠、等效一致。

木材固碳量与含碳率研究进展

木材碳学是近年来兴起的一门科学,其主要研究内容包括木材碳素的储存量、木材储能、人工林木材固碳增汇与优质木材培育技术及木质产品固碳延伸等方面。文中简述了木材碳学研究中木材固碳量与含碳率、木材固碳量的影响因素、木材固碳量与木材热值的关系以及木质材料固碳量和固碳延伸等方面的研究现状,并对今后的研究方向进行了展望。

丛枝菌根真菌对刺槐热值、碳和灰分含量的影响

该试验以根内球囊霉(Glomus intraradices)和地表球囊霉(G.versiforme)为接种剂,研究了丛枝菌根真菌对刺槐(Robinia pseudoacacia)生物量、热值、含碳量、灰分、能量积累和碳素积累的影响。结果表明,接种根内球囊霉和地表球囊霉对提高刺槐生物量、热值、能量积累和碳素积累都起到了重要作用。接种根内球囊霉和地表球囊霉后刺槐的总生物量比对照分别增加了89.61%和91.34%,能量积累分别比对照增加102.20%和94.19%,碳素积累分别比对照增加93.30%和77.21%;同时发现刺槐的能量和碳主要分布在根系和叶,而茎中能量和碳所占的比例较小。接种根内球囊霉提高了刺槐的干重热值,其根、茎、叶的干重热值分别比对照增加7.72%、8.94%和8.41%;接种地表球囊霉也显著(p<0.05)提高了刺槐的干重热值,但其效果低于根内球囊霉。接种根内球囊霉显著(p<0.05)提高了刺槐根的含碳量,对茎和叶的含碳量影响不明显。接种根内球囊霉和地表球囊霉都显著(p<0.05)提高了刺槐茎和叶的去灰分热值。