烟煤／生物质混燃特性实验研究

生物质与煤混燃研究分析摘要:通过对生物质与煤混燃的研究方法、优势、燃烧特性以及研究结论的介绍,阐明充分开发生物质资源,进行生物质与煤共燃的研究对解决我国能源问题具有现实意义。

关键词:生物质;煤;混燃作为清洁的可再生能源,生物质能的利用已成为全世界的共识。

我国生物质资源丰富,生物质占一次能源总量的33% ,是仅次于煤的第二大能源。

同时,我国又是一个由于烧煤而引起的污染排放很严重的发展中国家,生物质被喻为即时利用的绿色煤炭,具有挥发分和炭活性高,N和S含量低,灰分低,与煤共燃可以降低其硫氧化物、氮氧化烟尘的含量.同时生物质燃烧过程具有CO2零排放的特点。

这对于缓解日益严重的“温室效应”有着特殊的意义。

因此发展生物质与煤混合燃烧这种既能脱除污染,又能利用再生能源的廉价技术是非常适合中国国情的。

一、共燃的主要方式:(1)直接共燃:即直接将生物质混入煤中进行燃烧或生物质与煤使用不同的预处理装置与燃烧器。

(2)生物质焦炭与煤共燃:通过将生物质在300~400℃下热解,可以将生物质转化为高产率(60%~80%)的生物质焦炭,然后将生物质焦炭与煤共燃。

生物质与煤共燃燃烧性质的研究主要是利用热分析技术所得的TG-DTG曲线进行。

利用TG-DTG曲线可以方便的获取着火温度Th,最大燃烧速(dw/dt)max平均燃烧速度dw/dt)mean,燃尽温度Th等参数。

可以对一种煤和几种生物质以及它们以不同的比例所得的混合试样进行燃烧特性分析。

比如在STA409C型热综合分析仪上对各试样进行燃烧特性试验,工作气氛为N2和O2,流量分别为80ml/min、20ml/min ,升温速率为30℃/min ,温度变化范围为20~1200℃。

每个试样重量约5.0mg。

其数值根据自己的实验需要进行修改。

2 生物质与煤共燃的优势2.1 CO2等温室气体的减排由于生物质在燃烧过程中排放出的CO2与其生长过程中所吸收的一样多,所以生物质燃烧对空气CO2的净排放为零。

生物质能燃烧特性的实验研究第一章绪论随着世界能源需求的不断增长，传统化石燃料逐渐枯竭并污染环境，生物质能作为一种可再生能源，具有广阔的发展前景和重要的意义。

生物质能是指从生物质中提取能量的过程，其来源主要包括农作物废弃物、林木和固体废弃物等，广泛应用于生活、工业、发电和交通等领域。

生物质能燃烧作为生物质能利用的主要形式之一，研究其燃烧特性具有极其重要的实际意义。

本篇论文主要对生物质能燃烧特性进行实验研究，从燃烧特性、燃烧效率和热值等三个方面展开深入探讨，并探究不同处理方式对生物质能燃烧特性的影响。

第二章生物质能燃烧特性的实验研究2.1 生物质能燃烧特性生物质能燃烧是指将生物质分解为一系列火焰化学反应产生的物质，包括水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氮气、灰分和粒子等。

生物质能的燃烧过程包括生物质的开始发热、可燃部分的燃烧反应、燃烧反应的终止和灰分的残留，整个过程较慢而稳定。

2.2 燃烧效率燃烧效率是指生物质能燃烧过程中被释放的热能和提供的热能之间的比值，反映了生物质能燃烧时能量转化的效率。

实验表明，燃烧效率与生物质粒度、形状、水分和灰分含量等因素相关。

一般而言，较小粒度生物质燃烧效率高，因为小颗粒的热辐射更强，火焰更容易扩散。

随着水分和灰分含量的增加燃烧效率逐渐降低，这是因为这些因素均会占据生物质中的可燃部分，从而影响燃烧反应的进行。

2.3 热值热值是指单位质量生物质能释放的热能，常用单位为焦耳/千克或卡/克。

不同类型的生物质能具有不同的热值，例如小麦秸秆、稻草、木材、棕榈油残渣等，其热值范围在14-20MJ/kg之间。

与传统加热方式相比，生物质能燃烧方式热值较低，需要考虑大量生物质的供应和储存。

第三章不同处理方式对生物质能燃烧特性的影响3.1 生物质粉碎生物质粉碎是将生物质切碎为较小的颗粒，以提高其燃烧效率。

实验表明，生物质粉碎程度对燃烧特性有明显影响。

随着生物质颗粒的减小，生物质能的燃烧反应更充分，因此燃烧效率和热值均得到提高。

生物质和煤混合燃烧试验研究的开题报告一、选题背景和研究意义生物质作为一种可再生的能源资源，在当前全球化的能源环境下得到广泛的关注，其使用具有较高的经济和社会效益。

而煤作为传统的能源资源，在经济发展中仍然具有重要的地位。

考虑到生物质和煤各自的优缺点，通过生物质和煤的混合利用，不仅可以实现资源的高效利用，而且可以符合环保要求。

因此，对于生物质和煤混合燃烧技术的研究和应用，具有重要的现实意义和发展前景。

二、研究目的和内容本研究旨在通过生物质和煤混合燃烧试验，研究生物质和煤混合燃烧的热效率、排放特性和燃烧稳定性等参数，并评价该技术的可行性和适用性。

具体研究内容包括：1.生物质和煤混合燃烧试验设计和方案制定；2.燃烧试样制备及性质测试，包括燃烧热值、挥发分、固定碳、灰分等参数；3.试验燃烧设备的配置及试验条件的设定；4.对生物质和煤混合燃烧过程中的热效率、排放物特性和燃烧稳定性进行分析和评估。

三、研究方法和技术路线本研究将通过实验室的生物质和煤混合燃烧试验装置进行试验研究，根据试验要求和燃烧特点，制定试验方案和工艺流程，准确控制试验条件，进行试样的制备和试验室温度、氧气含量等参数的调控，从而得到正确的试验结果。

根据所得数据，对生物质和煤混合燃烧过程中的排放物特性、燃烧稳定性、熔融炉温度等参数进行分析和评价。

四、可行性分析和研究预期结果本研究的实验方案科学、合理，试验条件和试验设备满足试验要求。

通过对生物质和煤混合燃烧过程的研究，可以得到生物质和煤混合燃烧的热效率、排放特性和燃烧稳定性等性能参数，为生物质和煤混合燃烧技术的应用提供科学依据。

参考文献：1. 蔡家豪. 生物质能源的应用现状与前景分析[J]. 中国科技论文,2009(16);2. 马建成. 煤炭资源的开发利用及对环境的影响分析[J]. 硬质合金,2007(1);3. 徐月华. 生物质能在能源领域的应用研究[J]. 四川农业大学学报,2015(1).。

生物质煤混合燃烧SO2排放特性研究摘要：在自行研制的小型循环流化床试验台上，对生物质与褐煤混合燃烧烟气中SO2排放状况进行了研究。

试验选取四种不同生物质（葵花秸秆、玉米秸秆、沙柳枝条、柳树枝条）与褐煤混合，在不同生物质种类、掺混比例和床温试验条件下测定了燃烧烟气中SO2析出状况；结果表明：掺混不同生物质，SO2析出程度存在明显差异；生物质掺混比例越高，SO2排放量越小；本文所选床温范围内，随着温度的升高，SO2排放量逐渐增大。

我国作为农业大国，生物质资源丰富。

农业生物质资源主要包括农作物秸秆和农业加工业废弃物，常见秸秆包括小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、葵花秸秆等。

由于生物质具有挥发分含量高，着火温度低，含硫量低，成灰量低等特性，是一种清洁的可再生能源。

随着能源利用技术的发展，生物质能的利用途径和方式得到了扩展，例如生物质直燃发电，生物质混煤燃烧发电。

生物质能源的利用，一方面缓解了一次能源的消耗，另一方面减少了大气污染物的排放，是一种利用价值很高的可再生清洁能源[1-2]。

生物质资源化利用中，生物质混煤燃烧具有很高的研究价值。

由于生物质本身硫含量低，并且生物质本身含有一定量的碱金属元素，可以固化一部分燃烧烟气中的SO2，一定程度上减少了污染气体的排放[3-4]。

本文主要研究生物质混煤燃烧的SO2排放特性，为生物质混煤燃烧污染物控制提供一定的理论依据。

1试验1.1试验原料试验所选煤种为褐煤，生物质选择葵花秸秆、玉米秸秆、沙柳枝条、柳树枝条4种内蒙古常见种类，所有原材料均经过研磨筛分，褐煤试验用粒径选择60~80目，4种生物质试验用粒径选择40~60目，试验用混合燃料质量为40g。

1.2试验仪器1.2.1循环流化床燃烧设备燃烧试验设备为自行研制的36kW/h小型循环流化床系统，采用电加热，如图1所示，试验设备包括送风系统、给料系统、引风系统和电加热系统。

炉膛整体高度为250cm，炉膛底部布风板直径为5cm；给料系统包括料斗及电动螺旋给料机，螺旋给料的同时辅以送料风，保证给料的连续充足。

煤粉大比例掺混不同生物质的混燃特性研究摘要：可再生能源生物质清洁低碳、易于获取、利于着火，含硫、氮量少且属于碳中性物质，但其能量密度低。

在煤粉中大比例掺混生物质（生物质/煤粉质量比大于5∶5）可有效改善煤粉着火特性，碳排放水平接近燃烧天然气，且污染物排放显著降低，进而达到节能减排目的。

目前研究主要集中在低掺混比例（小于5∶5）下生物质与煤粉的混燃特性，针对北方常见的玉米秸秆、稻杆和玉米芯等生物质与煤粉在大掺混比例下的燃烧特性，尚有待深入。

笔者利用热重分析技术分别研究了煤粉与不同生物质种类（玉米秸秆、稻杆及玉米芯）在不同掺混比例下（5∶5、6∶4、7∶3和8∶2）的混燃特性，分析生物质种类和掺混比例对混合燃料的着火温度、燃尽温度、交互反应以及燃烧特性指数等的影响，确定了不同生物质的最佳掺混比例。

结果表明：掺混比例对混合样品失重曲线的影响从大到小依次为玉米秸秆、玉米芯和稻杆。

随掺混比例增加，第1阶段最大质量变化速率逐渐增大且燃烧进程前移，第2阶段则逐渐减小，这是由于挥发分相对增加且焦炭相对减少的原因。

混合样品的着火温度和燃尽温度比纯煤粉分别下降约100和60℃。

随掺混比例的增加，玉米芯着火温度逐渐减小，玉米秸秆和稻杆则先减小后增大，且均在7∶3时达到最小；燃尽温度均呈现下降趋势，下降幅度由大到小分别为玉米芯、稻杆和玉米秸秆。

玉米秸秆和稻杆在8∶2时燃尽性能较差。

混合样品发生不同程度的交互作用，该交互作用正是生物质的促进和抑制的协同作用，使3种生物质均在5∶5时对煤粉燃烧抑制作用大；玉米秸秆和稻杆在7∶3时、玉米芯在6∶4、8∶2时促进作用大。

同时，3种生物质的燃烧特性指数远大于煤粉，随掺混比例的增大，玉米芯的燃烧特性指数变化最大并在8∶2时达到最大值，6∶4和7∶3时几乎相同；稻杆的变化最小且在7∶3时达到最大值；玉米秸秆在7∶3和8∶2时几乎相同并达到最大值。

小范围改变掺混比例时，燃烧特性指数变化不大。