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生物质燃料的化学成分和热值生物质燃料被广泛应用于能源行业中,它们是利用自然过程中形成的有机物质,将其转化为可用于燃烧的固态、液态或气态燃料。
而生物质燃料的化学成分和热值则是影响其能量利用效率和环境影响的两个重要因素。
一、生物质燃料化学成分生物质燃料的化学成分主要包括碳、氢、氮、氧等元素,其中碳和氢元素是其主要成分。
木材、秸秆等固态生物质燃料的化学成分中,碳含量占65-70%,氢含量则占5-6%。
而沼气等气态生物质燃料的化学成分中,甲烷(CH4)含量占50-70%,二氧化碳(CO2)含量占30-50%。
液态生物质燃料则包括乙醇、生物柴油等,其化学成分与固态燃料比较相近。
燃烧生物质燃料时,会发生不同的化学反应。
整个反应过程中,主要有以下几个阶段:1. 热裂解阶段:在高温下,生物质中的大分子有机物质被分解成小分子有机物质,同时释放出热量。
2. 燃烧阶段:在氧气存在下,生物质燃料中的有机物质与氧气反应,产生二氧化碳、水和热量。
3. 潜热阶段:燃料中的水分开始蒸发,再加上燃烧产生的热量,燃料会发生升温。
4. 灰化阶段:生物质燃料中的杂质和不燃材料在高温下氧化,产生灰分,导致燃料重量减少。
二、生物质燃料热值生物质燃料的热值也是燃料选择和使用中的重要参考指标。
热值是指每单位质量燃料燃烧时释放出的热量,通常以MJ/kg或BTU/lb为单位。
不同种类的生物质燃料其热值各不相同,且同一种类的生物质燃料在不同燃烧条件下其热值也不同。
木材、秸秆等固态生物质燃料的热值通常在15-20MJ/kg左右,而沼气等气态生物质燃料的热值则比较低,一般在30MJ/m3左右。
生物柴油的热值一般在35-40MJ/kg左右,比较高。
燃料的热值不同,燃烧产生的热量也不同,最终影响燃料的利用效率。
同时,也需要考虑燃烧产生的废气排放对环境的影响。
其中,二氧化碳排放是目前燃烧生物质燃料时需要重视的问题之一。
三、生物质燃料的能源利用和发展生物质燃料的能源利用已经成为了世界各地进行环保和能源替代的热点之一。
以下内容为个人经验总结,请审慎参考!一、燃料1.生物质电厂燃料构成和燃料来源、生物质燃料堆放场图片秸秆、玉米芯、花生壳、稻壳、稻壳粉、苇花、芦苇、稻草、麦草、松木片、树根片、木片卷、板皮、锯末、秸秆压块、碎布头、树根、松针、松子塔、板栗壳、榛子壳、树枝桠柴、棉花杆、树叶子、树枝段、牧草、糠醛渣、果糖树枝、花生秧、废布条、抹布进入电厂的生物质燃料分类按是否需要加工分:1.可以直接入炉燃烧:小粒径的如花生壳、稻壳、木片松针等,可以直接入炉燃烧,不需要再加工。
2.和加工后才能燃烧的:秸秆成型包,秸秆捆、树枝、树根,水分大的燃料。
按木质素含量分:1.木质类燃料:能量密度高,燃烧慢,不易产生燃烧携带。
如木片、板栗壳等。
2.秸秆类燃料:能量密度较低,燃烧着火快,由于质量轻,容易被烟气流携带,易烧除尘器布袋。
由于质轻,随烟气流快速流动,燃烧配风调整不当,极易燃烧不彻底,飞灰含碳量大。
以上是我自己的分类,仅供参考。
2.积灰结渣腐蚀特性(含燃料特性、锅炉运行工况等的影响,有图片和文字说明更好)生物质电厂的设计初衷是燃烧秸秆类富含钾的燃料,飞灰可以做肥料。
实际运行中的电厂很难做到只少单一秸秆,产生的飞灰自然没有什么钾元素,用来做肥料的很好,只能填充土坑或扔到田地里,造成二次污染。
此外由于排渣也无法利用,也做废物扔掉,造成环境更大污染。
这个是很大的难题,目前所有电厂都无法回避。
如果说避免了秸秆焚烧带来的空气污染,那么这个生物质电厂发电中集中派出的灰渣是个很大问题。
几千年来,农村大量的生物质在燃烧使用,但并未发生积灰如山的现象,主要原因是农村燃烧生物质非常彻底,因为静态燃烧时间非常充足,生成的机会都是白色的矿物质灰,与土地有极好的亲和性,不会产生黑色视觉污染,许多地方过去还用过滤的灰水洗头。
生物质锅炉最大问题是燃烧不够充分,灰渣中含大量黑色可燃物,几乎无法利用,占地面积也大为增加。
而且由于经过燃烧碳化,在地里不易腐败吸收。
生物质颗粒燃料生物质燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。
生物质颗粒的直径一般为6~10毫米。
根据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准,若以其中间分类值为例,则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性:生物质颗粒的直径一般为6~8毫米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于10%~15%,灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。
若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。
欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值,但要求销售商应予以标注。
生物质颗粒燃料多为稻壳、花生壳、油茶壳、棉籽壳,直径6~8毫米,长度直径的4~5倍宽度0.5cm目录1基本特性2背景资料3优势4推广问题5问题解决6技术参数一、生物质颗粒燃料基本特性根据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准,若以其中间分类值为例,则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性:生物质颗粒的直径一般为6~10毫米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于15%,灰分含量小于2%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。
若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。
欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值,但要求销售商应予以标注。
瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。
二、生物质颗粒燃料背景资料生物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家的关注。
许多国家都制定了相应开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等,其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。
国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度,同其他生物质能源技术相比较,生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。
使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。
生物质成型燃料简介生物质成型燃料(BMF),是以农林废弃物(秸秆、稻壳、花生壳、木屑、树枝等)为原料,通过生物质固体燃料致密加工成型设备在特定的工艺条件下加工制成块状的高效燃料,是一种环保、可再生能源。
生物质成型燃料的二氧化硫排放量是煤的1/28,是天然气的1/8,二氧化碳可做到零排放,可替代煤炭、天然气、液化气等不可再生资源,广泛应用于工商业生产和居民生活,是国家重点支持发展的新能源。
(一)BMF物理特性密度:800~1100 kg/m热值低:3400~4000 kcal/kg(详见测试报告)挥发份高:60~70%灰分大:5~15%(不稳定)水分高:5~12%含硫量低:0.02~0.21%(常用的烟煤含硫量为0.32~3%)(详见测试报告)常见生物质原料制成生物质成型燃料热值参考值玉米秸秆:3470 kcal/kg棉花秸秆:3790 kcal/kg松木锯末:4010 kcal/kg稻草:3470 kcal/kg烟杆:3499 kcal/kg花生壳:3818 kcal/kg(二) BMF燃烧特性从燃烧特性曲线可以看出,BBDF燃烧分三个阶段进行:第一阶段(A-B):水分蒸发阶段(~180℃);第二阶段(B-C):挥发份析出、燃烧阶段(180~370℃),此阶段挥发份大量析出,并在300℃左右着火剧烈燃烧;第三阶段(C-D):固定碳燃烧阶段(370~620℃)。
BMF的燃烧具有如下特点:着火温度低:一般为300℃左右挥发分析出温度低:一般为180~370℃易结焦且结焦温度低:一般800℃左右根据以上研究成果可知:由于生物质燃料特性的不同,导致生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成份与燃煤相比都存在较大的差别,表现出与燃煤不同的燃烧特性。
(三)BMF燃烧原理生物质燃料洁净燃烧必须满足三个条件:1、要求较高的温度(不低于380℃)2、可燃气体在高温区停留时间要长3、充足的氧气。
第一章绪论1.生物质(biomass)的概念: 自然界中有生命的、可以生长的各种有机物质, 以及由这些生命体所派生、排泄和代谢出来的各种有机物质。
2.植物生物质的元素组成: 主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成。
植物生物质主要由C.H、O、N、S这5种元素组成。
(它们的含量约为: 碳50%、氢6%、氧43%、氮1%)3、纤维素、半纤维素和木质素的定义: 纤维素是由D-吡喃式葡萄糖基通过1, 4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。
半纤维素是由两种或两种以上单糖基(葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等)组成的非均一聚糖, 并且分子中往往带有数量不等的支链。
木质素是由苯基丙烷结构单元(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物。
4.生物质中水分的种类游离水: 在植物生物质的细胞腔或孔隙中的水分, 一般为多层吸附水或毛细管水。
结合水: 在植物生物质中与纤维素的羟基形成氢键结合的水。
热解水: 生物质中的有机质在热解过程中生成的水。
5.生物质的灰分:生物质的灰分是生物质中所有可燃物质完全燃烧以及生物质中的矿物质在一定温度下发生一系列分解、化合等反应后剩下的残渣, 主要由CaO、K2O、Na2O、MgO、SiO2.Fe2O3.P2O3等组成。
6.生物质挥发分:生物质在隔绝空气的条件下加热到一定温度, 并在该温度下停留一定时间, 其有机物质受热分解析出的气态产物, 即为挥发分, 包括饱和的和不饱和的芳香族碳氢化合物, 以及生物质中结晶水分解后蒸发的水蒸汽等。
析出挥发分后余下的固体残余物称为焦碳或半焦。
7、生物质中的固定碳: 生物质出去“水分”“灰分”“挥发分”后的残留物。
8、生物质能的利用转化技术: 物理化学法、热化学法、生物化学法。
9、生物质的特点: 1.资源丰富2.品种多样3.用途广泛4.可再生5.低污染生物质能的定义:生物学角度:生物质能是直接或间接地通过绿色植物的光合作用, 把太阳能转化为化学能的形式固定和储藏在生物体内的能量。
WOIRD格式生物质颗粒燃料的规格参数及性能指标项目生物质木屑指标热值>4000Kcal/kg密度>1.1t/立方米外观呈淡黄色圆柱型6mm灰分<=1.1%水分<=8%燃烧率>=95%热效率>=81%排烟黑度(林格曼级)<1排尘浓度<=80mg/立方米项目生物质秸秆指标热值>4000Kcal/kg密度>1.1t/立方米外观呈淡棕色圆柱型6mm灰分<=4%水分<=13%燃烧率>=95%热效率>=81%排烟黑度(林格曼级)<1排尘浓度<=80mg/立方米项目生物质稻壳指标热值>4000Kcal/kg密度>1.1t/立方米外观呈淡黄色圆柱型6mm灰分<=7%水分<=12%燃烧率>=95%>=81%热效率排烟黑度(林格曼级)<1排尘浓度<=80mg/立方米而成的圆柱状生根据外形尺寸,致密生物质颗粒可分成颗粒与压块两类。
颗粒是指压缩形状物质小段,其最大直径一般是25mm。
压块可以是圆柱形的,也可以是方形的或者其他的,其直径应大于25mm,长度不能超过直径的5倍。
根据瑞典的标准,生物质颗粒被分成3级,其中第1级最好。
燃料颗粒分级性质检测方法单位第1级第2级第3级外形尺寸:直对燃料颗粒至少进行mm长度分布长度分布长度分布径、长度(在生10次随机取样在直径的在直径的在直径5产厂家的仓库4倍以下5倍以下倍以下里)3容积密度SS187178Kg/m ≥600≥500≥500耐久度SS187180粉末的重量≤0.8≤1.5≤1.5<3mm的为粉末,%净热值(交货SS-ISO1928MJ/Kg≥16.9≥16.9≥15.1时)Kwh/Kg≥4.7≥4.7≥4.2灰分SS187171重量/重量,%≤0.7≤1.5>1.5水分总含量(交SS187170重量/重量,%≤10≤10≤12货时)硫含量SS187177重量/重量,%≤0.08≤0.08≤待定粘结剂含量重量/重量,%成分与含量待定氯化物含量SS187185重量/重量,%≤0.03≤0.03待定灰分分解温度SS187165/ISO540℃分解温度待定燃料压块分级性质检测方法单位第1级第2级第3级外形尺寸:直对燃料颗粒至少进m m上限待定,长度分布在长度分最小25mm直径的5倍径、长度(在行10次随机取样布在直生产厂家的以下径5倍仓库里)以下外形尺寸:长大于直径的最小10mm,一半,但是最大100mm度(在生产厂家的仓库里)不能超过300m3容积密度SS187178Kg/m ≥550≥450≥450 耐久度SS187180粉末的重量≤8≤10≤10<3mm的为粉末,%(交货SS-ISO1928MJ/Kg≥16.2≥16.2待定净热值时)Kwh/Kg≥4.5≥4.5待定灰分SS187171重量/重≤1.5≤1.5待定量,%含量SS187170重量/重≤12≤12≤15水分总(交货时)量,%硫含量SS187177重量/重≤0.08≤0.08待定量,%粘结剂含量重量/重成分与含量待定量,%氯化物含量SS187185重量/重≤0.03≤0.03待定量,%灰分分解温SS187165/ISO540℃分解温度待定度生物质颗粒燃料的介绍生物质能源指由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,通过生原料的能物链转化为地球生物物质形态,经过加工为社会生活提供源。
生物质燃料成分范文
1.纤维素:纤维素是植物细胞壁中最主要的组成成分,它由许多葡萄
糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
纤维素的分解需要通过酶的作用,
将其水解为葡萄糖。
然后利用发酵技术或生物催化剂,将葡萄糖转化为生
物质燃料如乙醇、丙酮和乳酸等。
纤维素是植物体积较大的一部分,所以
纤维素是生物质燃料中最主要的成分。
2.半纤维素:半纤维素也是植物细胞壁的重要组成成分,主要由木聚糖、木寡糖、木酮糖和甘露糖等多种多糖组成,其中以木聚糖为主。
半纤
维素相对于纤维素来说容易分解,所以在生物质燃料的转化过程中,半纤
维素的利用率较高,可以直接或间接转化为乙醇、丙酮和乳酸等生物质燃料。
3.木质素:木质素是植物细胞壁的成分之一,也是生物质燃料中的重
要组成成分。
它是一种复杂的芳香族化合物,主要由亚甲基、苯环和羟基
等结构单元组成。
木质素的结构复杂,常常需要一系列酶的作用才能将其
分解为可发酵的物质。
目前,利用化学方法和生物技术对木质素进行转化,以生产生物质燃料仍然面临一定的挑战。
4.脂质:脂质是生物质燃料中的另一类重要成分,主要包括油脂和脂
肪酸等。
脂质可以直接提供燃料的能源,也可以通过转化为生物柴油等形
式进行利用。
利用微藻等生物合成油脂,在光照下进行光合作用,将二氧
化碳转化为脂质,进而生产出生物柴油。
这种方法不仅可以利用废水和二
氧化碳等废物资源,还能够同时解决能源和环境问题。
生物质颗粒燃料配方生物质颗粒燃料(Biomass Pellet Fuel)是一种以农业、林业、畜牧业产生的废弃物或者是能源作物作为原料,经过适当加工成为颗粒状的燃料,可广泛用于家庭、商业、工业领域的燃料。
生物质颗粒燃料具有清洁、环保、再生、价格低廉等优点,被广泛应用于世界各地。
在制造生物质颗粒燃料的过程中,原料的种类、配方、制粒工艺直接影响着燃料的质量和市场竞争力。
本文将重点讨论生物质颗粒燃料的配方问题。
生物质颗粒燃料的配方主要包括原料选择、原料比例和添加剂组成。
原料的选择应遵循生物质颗粒燃料标准的相关要求,原料的种类应具有充足的资源储备,产量稳定,价格合理,质量可靠,无害性等优点。
常见生物质颗粒燃料的原料有木屑、秸秆、芦杆、稻草、麦草、棉杆、废弃物纤维等,其物理特性和结构主要决定了燃料产品的质量和应用范围。
在原料比例的选择上,应根据原料的品质、特性和市场需求进行综合考虑,选择合适的比例。
通常情况下,木屑、秸秆和农作物废弃物纤维是主要的原料,比例应在70%~80%左右。
其余的原料可以根据市场需求和价格进行适当的调整。
生物质颗粒燃料用途不同,添加剂组成也应有所差别。
常见的添加剂有增稠剂、水分调节剂、防水剂、燃烧助剂、防氧化剂等。
其中,增稠剂主要用于改善颗粒的物理强度和稳定性;水分调节剂主要用于调节颗粒中的水分含量,以防止生物质颗粒燃料吸潮变形;防水剂主要用于增强燃料的防水性,以使颗粒在储存和运输中不受水分的影响;燃烧助剂主要用于提高燃料的燃点和热能;防氧化剂则可用于提高燃料的防老化和稳定性。
总之,生物质颗粒燃料的配方是制造高质量生物质颗粒燃料的关键因素之一。
在选择原材料的时候,一定要严格遵照标准,选择优质的原材料,并且根据市场需求进行适当的调整。
添加剂组成也应合理,根据不同用途进行合理搭配,从而制造出高质量的生物质颗粒燃料产品。
表1 试验用燃料的工业分析和元素分析
Tab. 1 Proximate and ultimate analysis of tested fuel
工业分析元素分析
燃料:生物质为桔杆
Mar Aar Vdaf Car Har Oar Nar Sar 低位发热量/(MJ⋅kg−1)煤18.5 17.6 35.5 52.5 3.03 9.96 0.51 0.64 18.7
生物质12.6 28.3 79.3 34.4 3.08 30.6 1.50 0.3212.2
类型原料水分灰分挥发分固定碳碳氢氧氮硫低位发热量/(k J·kg-1)
棉秆8.42 21.69 62.33 7.56 38.33 4.74 24.98 1.55 0.29 13 147
麦秸8.79 9.95 72.01 9.25 43.46 5.66 31.12 0.74 0.28 15 225
玉米秸9.15 7.71 75.58 7.56 44.92 5.77 31.26 0.98 0.21 15 132
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类型原料水分灰分挥发分固定碳碳氢氧氮硫低位发热量/(k J·kg-1)
玉米秸(含添加剂)
9.12 15.83 67.88 7.17 39.98 5.15 28.48 1.19 0.25 15 114
木质
落叶松7.63 1.01 85.55 14.75 48.89 6.19 36.07 0.12 0.09 16 829
红松9.32 6.32 76.61 7.75 47.39 5.89 30.75 0.23 0.10 16 645
混合木质9.14 9.25 72.65 8.96 47.14 5.63 27.71 0.98 0.15 16 302
精品文档
混合物木屑+花生壳(1︰4)
9.34 13.04 67.38 10.24 43.83 5.45 27.46 0.86 0.02 15 948
类型原料水分灰分挥发分固定碳碳氢氧氮硫低位发热量
/(k J·kg-1)
玉米秆8 6.90 70.70 14.40 42.57 3.82 37.86 0.73 0.12 15840
小麦秆7.13 10.40 63.90 18.57 40.68 5.91 35.05 0.65 0.18 15740
精品文档
稻秆12.20 12.65 61.20 13.95 35.14 5.10 33.95 0.85 0.11 14654 烟煤8.85 21.37 38.48 31.30 57.42 3.81 7.16 0.93 0.46 24300 无烟煤8 19.02 7.85 65.13 65.65 2.64 3.19 0.99 0.51 24430
精品文档。