糠醛渣及褐煤混合燃烧的燃尽特性

《糠醛渣热解特性及双流化床解耦燃烧原位控氮》一、引言随着环保意识的日益增强和能源需求的持续增长，废弃物资源化利用已成为当前研究的热点。

糠醛渣作为一种农业废弃物，具有较高的热值和潜在的能源利用价值。

研究其热解特性，开发高效、环保的处置方式，对农业废弃物的资源化利用具有重要意义。

本文以糠醛渣为研究对象，探讨其热解特性和在双流化床解耦燃烧中的原位控氮技术。

二、糠醛渣热解特性研究1. 实验材料与方法采用糠醛渣为实验原料，通过热重分析仪进行热解实验。

在实验过程中，对糠醛渣进行程序升温，并记录其质量变化、热量变化及气体产物生成情况。

2. 实验结果与分析（1）热解过程分析糠醛渣热解过程主要分为干燥、热解和炭化三个阶段。

在干燥阶段，糠醛渣失去水分；在热解阶段，糠醛渣中的有机物发生裂解，生成气体、液体和固体产物；在炭化阶段，糠醛渣中的碳元素进一步转化为炭黑。

（2）热解特性参数通过热重分析，得到糠醛渣的热解特性参数，如起始热解温度、最大热解速率温度和终了热解温度等。

这些参数对于了解糠醛渣的热解过程、优化热解条件具有重要意义。

（3）气体产物分析糠醛渣热解过程中产生的气体产物主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳等。

通过气相色谱仪对气体产物进行分析，可以得到各组分的含量及生成规律。

三、双流化床解耦燃烧原位控氮技术1. 双流化床解耦燃烧原理双流化床解耦燃烧技术是一种新型的燃烧技术，通过将燃料和空气分别引入两个流化床中，实现燃料与空气的分离控制，从而达到降低氮氧化物排放的目的。

该技术具有较高的燃烧效率和较低的污染物排放。

2. 原位控氮技术在双流化床解耦燃烧过程中，通过调整燃料和空气的比例、流速等参数，实现原位控氮。

通过控制燃烧过程中的氧气浓度和燃烧温度，降低氮氧化物（NOx）的生成量。

同时，通过在流化床中添加吸附剂或催化剂，进一步提高氮氧化物的去除效率。

四、结论本文通过对糠醛渣的热解特性及双流化床解耦燃烧原位控氮技术进行研究，得出以下结论：（1）糠醛渣具有较高的热值和潜在的能源利用价值，其热解过程可分为干燥、热解和炭化三个阶段。

【电力圈锅炉】简单几步，玩转“褐煤掺烧”！1 褐煤特性发热量较低，一般在3000-4000kcal/kg之间；挥发分高，水分较高，一般在30%-35%之间，部分高于40%；灰分较低，一般在15%以下；硫分较低，一般在1%以下；灰熔点较低，一般在1100-1300℃之间，属于较严重结渣煤种；煤灰中碱金属（Na、K）含量较高，一般超过2%，煤灰的沾污性较强；原煤磨损指数较低，磨损性能在“不强”以下。

2 褐煤掺烧情况四角切圆锅炉可进行分层分磨掺烧褐煤，便于调整控制煤粉细度、磨出口温度等，褐煤掺烧能力较强；对冲燃烧锅炉也可进行分磨掺烧褐煤，褐煤掺烧能力次之；W火焰锅炉只能采用混煤，一般混煤不易均匀，因此掺烧比例较少。

3 褐煤掺烧对机组运行的影响由于褐煤热值低、挥发分高、水分高、易自燃等特点，在非设计褐煤锅炉中掺烧后，对锅炉的运行指标、运行参数、相关设备及热工控制等会发生一定程度的劣化，控制不当会产生一定的安全隐患。

3.1对锅炉热效率的影响掺烧褐煤导致总煤量增大，总烟气流量大幅增加，一次风率升高明显，燃烧推迟致使减温水量增大，排烟温度上升，锅炉效率下降。

虽然通过燃烧器改造、空预器换热元件改造等方式可以减少再热器减温水的用量、加强对排烟温度的控制，但褐煤入炉后的热惯性较大，会引起汽温大幅度波动。

且随着褐煤掺烧比例的加大，这种惯性也随之加大，锅炉效率将有所下降。

根据掺烧比例、褐煤水分及具体炉型不同，燃煤量增加，影响制粉单耗增加；一、二次风比例变化影响一次风机的耗电率增加；烟气量的增加、一次风压的提高造成空气预热器阻力、漏风量增加影响引风机耗电率增加。

影响发电煤耗上升普遍在1%-2%之间，如铜陵公司通过试验，在600MW掺烧30%褐煤时，锅炉效率降低了0.79个百分点，影响供电煤耗2.45g/kWh；厂用电率同比升高了0.37个百分点，影响供电煤耗1.15g/kWh。

共计影响供电煤耗1.16个百分点，即影响供电煤耗3.6g/kWh。

《基于流化床燃烧的糠醛渣粘结特性试验研究》一、引言糠醛渣作为农业废弃物，由于其生物质特性和经济环保的特点，正日益成为一种有价值的能源利用材料。

而流化床燃烧作为一种新型燃烧技术，其在生物质燃料中的应用已受到广泛关注。

本篇文章着重探讨了基于流化床燃烧的糠醛渣粘结特性，以及通过试验对糠醛渣粘结特性进行的研究。

二、糠醛渣与流化床燃烧技术概述糠醛渣主要由农业废弃物如稻壳、玉米芯等加工制取糠醛过程中产生的废弃物，其富含丰富的生物质碳、纤维和矿物质元素，是优质的能源利用资源。

流化床燃烧技术则是一种利用气流和燃料之间的相对运动，使燃料在流化床内悬浮燃烧的技术。

这种技术具有燃烧效率高、环保、燃料适应性广等特点。

三、试验设计与方法本试验主要通过对糠醛渣在流化床中的燃烧行为进行研究，进而探索其粘结特性。

首先，选取具有代表性的糠醛渣样本进行实验；然后，在流化床中设定不同的温度和燃烧时间，观察糠醛渣的燃烧行为；最后，通过分析燃烧后的糠醛渣的物理和化学性质，研究其粘结特性。

四、试验结果与分析（一）流化床燃烧对糠醛渣的影响试验结果显示，在流化床燃烧过程中，糠醛渣的燃烧行为受到温度和燃烧时间的影响。

在较高的温度和较长的燃烧时间下，糠醛渣的燃烧更为充分，产生的灰分更少。

同时，流化床的流化效果使得糠醛渣在燃烧过程中更为均匀地分散，有利于提高其燃烧效率。

（二）糠醛渣的粘结特性通过分析燃烧后的糠醛渣的物理和化学性质，我们发现其具有较好的粘结特性。

在高温下，糠醛渣中的有机物发生热解和气化，产生一定的粘结物质。

这些粘结物质可以有效地将糠醛渣颗粒粘结在一起，形成稳定的固体燃料。

此外，糠醛渣中的矿物质元素也有助于提高其粘结特性。

五、结论本研究通过试验表明，基于流化床燃烧的糠醛渣具有良好的粘结特性。

这种粘结特性使得糠醛渣能够被有效地加工成固体燃料，为农业废弃物的能源利用提供了新的途径。

同时，流化床燃烧技术的高效、环保特点也为糠醛渣的利用提供了良好的技术支持。

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。

文章编号:025420096(2001)0320291205糠醛渣在流化床中燃烧特性的试验研究①别如山,杨励丹,陆慧林,李炳熙,鲍亦令(哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)摘　要:介绍了糠醛渣生物质燃料的工业分析、临界流化速度、着火温度、与煤掺烧时的烧结特性、灰成分分析以及热天平分析。

重点研究了糠醛渣燃烧后灰成分分析及热重分析。

解释了没有烧结的根本原因在于,糠醛渣燃烧后形成的灰中,钾盐主要以硫酸盐物质存在,熔点较高所致。

试验发现,糠醛渣中氯含量较高,燃烧后灰中氯含量很低,说明主要以HCl 气体析出,同时糠醛渣中含有呋喃甲醛,当燃烧不充分时将会产生多氯二苯并呋喃(PC DFs —二恶英),提出合理的燃烧温度及停留时间。

试验结果为设计流化床糠醛渣锅炉奠定了基础。

关键词:糠醛渣;临界流化速度;着火温度;烧结;热天平分析;PC DFs 中图分类号:TK 6 文献标识码:A0　前　言采用玉米芯经水解生产糠醛(呋喃甲醛)的副产品糠醛渣,由于含水率很高,发热值低,通常采用流化床燃烧方式进行燃烧,并要求掺烧一部分煤。

由于生物质燃料中通常富含Na 、K 等碱金属元素,燃烧过程中将形成碱金属盐类,在流化床燃烧温度下,可能使床料烧结,严重时将会导致床料结焦,从而影响锅炉的正常运行。

本文报道了糠醛渣生物质燃料的工业分析、临界流化速度、流化床内着火特性、在流化床内与煤掺烧时的烧结特性、灰成分分析以及热天平分析。

为正确设计燃糠醛渣流化床锅炉提供理论依据。

1　糠醛渣工业分析采用法定常规工业分析方法分析。

结果列于表1表1　糠醛渣工业分析结果T able 1Proximate analysis of furural residue名 称符　号数　量收到基水分/%M ar 60161收到基灰分/%A ar3121收到基挥发分/%V ar 27161收到基固定碳/%FC ar 8157无灰干燥基挥发分/%V daf 66164收到基低位发热值/k J ·kg -1Q net.ar5671 工业分析结果表明此糠醛渣含水率特高,灰分含量比一般生物燃料稍高,燃料低位发热值约有一半为挥发份放出的。

[煤泥燃烧的分析及应用]煤泥的燃烧特点煤泥是煤炭洗选加工过程排放出的细煤粒、杂质和水的混合物，其固态发热量3500～4500kcal/kg；其颗粒很细，由粒径小于1mm的颗粒组成，其中小于0.2mm的组成占重量的80%上下；成分主要为粘土、砂石、煤粉，持水性好，水分高达30%；粘性大，流动性差；同时泥煤灰份含量高，一般在40%～70%之间。

1煤泥的燃烧特性 1.1煤泥的结团现象凝聚结团现象是泥煤在燃烧过程中的一个十分重要的现象。

根据有关试验了解，由假设干细颗粒组成的煤泥以较大体积的具体状态送入高温流化床时，它们往往并不是枯燥后复原成细颗粒，而是迅速形成有一定强度和耐磨性的大块团，这种现象叫煤泥燃烧的凝聚结团现象。

1.2煤泥结团的热爆性煤泥团从一定高度位置送入流化床床面，结团会在下降过程中会发生热爆，从而防止结团的不断沉积现象。

对于泥煤的结团特性，在锅炉本体设计时，只要煤泥给料高度设置适宜，即可防止煤泥结团的沉积，又能减少煤泥颗粒的扬析损失，从而使泥煤能在循环流化床中稳定、可靠燃烧。

2煤泥流化床的燃烧过程 2.1水分蒸发过程水分蒸发时煤水混合物进入流化床后所经历的第一个十分重要的阶段。

煤泥团的蒸发速率在蒸发过程中是变化的，在蒸发后期逐渐减小到很低的程度。

煤泥团外表和中心温度的变化也有很大差异，外表温度在入炉后很快到达蒸发平衡温度，此后中心温度一直稳定，直到煤泥团蒸发过程根本结束后才开始上升，煤泥团水分蒸发的时间是很长的，粒度12mm的煤泥团就需要1min。

2.2挥发分析出过程水分蒸发过程的后期，煤泥团外表的挥发分析出阶段就已开始。

床温越高，挥发分的最终析出量也越大，而煤泥团粒度越大，那么挥发分析出过程越长，但最终析出量却不变。

粒度十几毫米煤泥团，其挥发分析出过程要持续数分钟。

2.3焦炭燃尽过程一般而言，控制焦炭燃尽速度的主要因素有床层向焦炭外表的对流传质、焦炭外表灰层内部的扩散传质以及焦炭未燃尽核心的化学反响动力特性。

第25卷第4期通化师范学院学报Vol.25l4 2004年4月JOURNAL OF TONGH UA TEACHERS p COLLEGE Apr.2004糠醛渣热解特性分析X牛艳玲1,王擎2,柏静儒2(11通化师范学院化学系,吉林通化134002;21东北电力学院)摘要:糠醛渣是生物质废弃物中的一种,它是由农副产品经水解得到的一种化工原料糠醛(又名呋喃甲醛)后的废产品1本文采用Pyri s1TGA热重分析仪对糠醛渣的热解特性进行了试验研究,获得了糠醛渣热解的一般规律1建立了糠醛渣热解的动力学模型,为进一步研究糠醛渣的燃烧与气化特性打下了重要的基础.关键词:糠醛渣;热解;动力学中图分类号:O69文献标识码:A文章编号:1008-7974(2004)04-0046-041前言能源是人类生存和发展、社会进步的前提和基础,关系到国计民生的大事1随着世界经济在持续快速发展,人类对能源的需求也在不断扩大1然而,能源短缺和环境恶化却是不容忽视的两大问题1从保护全球环境角度和提供社会可持续发展所需的能源资源角度来看,对能源发展提出了两个极为重要又迫切需要解决的问题:一个是大力提高能源利用率和千方百计地节约能源;另一个是积极开发有利用改善环境、保护环境的可再生能源1而生物质能就以其可再生及低污染的特点引起国内外的广泛关注1生物质燃料是由光合作用产生的有机可燃物的总称,利用阳光,地球上的植物每年合成大约2200亿吨的干生物质,其中蕴含的能量可达目前全球每年总能耗的10倍,是仅次于煤炭、石油、天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源[1、2]1糠醛渣是生物质废弃物中的一种,它是由农副产品如玉米芯、棉籽壳、稻壳和甘蔗渣等经水解得到一种化工原料糠醛(又名呋喃甲醛)后的废产品1我国是农业大国,糠醛生产资源丰富1但近年来,环境问题已成为制约该行业发展的瓶颈1一个年产量1000吨的糠醛厂一年产生的废渣量约为13000吨1目前我国共有140多个糠醛生产厂家,糠醛总产能超过20万公吨/年,产量约10余万公吨/年,糠醛废渣产量就达约130余万公吨/年[3]1虽然糠醛废渣能综合利用,如生产丙烯酸、二次水解生产乙醇等,但由于受技术条件的限制,经济效益不佳,难于实现规模的工业化1糠醛废渣含有大量纤维素,是很值得利用的资源,如以其作为锅炉的燃料,生产蒸汽,再用到糠醛生产中,将实现资源的循环利用1热解既可以是一个独立的过程,也可以是燃烧、炭化、液化、气化等过程的一个中间过程,决定各化学转化反应的动力学,也决定产物的组成、特征和分布1因此,本文对糠醛渣的热解特性进行了研究12实验设备与实验条件实验采用美国珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司生产的Pyris-1TGA热重分析仪1其主要技术指标为:测量温度范围:0~1000e;升温/降温速率:0.1~200e/min;天平灵敏度:0.1L g;样品容量:最大试样质量是1. 3g;冷却时间:可在15min内自1000e冷却至50e;冷却方法:强制风冷1进行热重分析试验时,采用微机程序自动控制1热解可以在不同的气氛及不同的加热速率下完成,反应管及气体预热管温度通过温度调节器自动控制,其升温速率及终温可以通过温度控制器选择1实验采用的试样为山西省阳高糠醛厂生产的糠醛废渣,其工业分析及元素分析的结果如表11试样经研磨筛选,粒径变化范围在0~0.5mm之间,样品重量控制在9mg以内1X收稿日期:2004-01-10作者简介:牛艳玲(1962-),女,通化师范学院化学系实验师,研究方向:生物废物的热解1表1糠醛渣的工业分析和元素分析工业分析元素分析低位发热量(kJ/kg)M t/%9.88C ar/%47.51A ar/%10.86H ar/% 5.34V ar/%54.48N ar/%0.5215371FC ar/%24.78O ar/%25.07S t,ar/%0.82采用高纯氮气作为载气,载气流量为80ml/min1升温速率设置为5e/min,20e/min,50e/min,80e/ min13实验结果与分析一般认为,几乎所有的生物质材料都是由纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分以及各种提取物或附加成分和灰分组成的[4],糠醛渣也不例外1糠醛渣加热后会发生热解,生成可燃气体(主要成分CO,H2,CO2, CH4,C n H m等)、焦油和多孔固体焦炭1图1示出升温速率为20e/min的热解失重TG曲线及相对应的失重微商曲线DTG曲线1失重曲线上的一个台阶,在失重微商曲线上是一个峰1图中的TG曲线可以看出,从环境温度延伸到一个初始温度(约110e),TG曲线下滑,DTG曲线出现小峰,糠醛渣发生微小的失重,可称为干燥阶段1该段是糠醛渣自由含水率和其他吸附气体大量损失阶段,通常在该段中的质量损失被用来测量样品的含水率;在110e到225e的热解阶段,糠醛渣只发生微量的失重,热重曲线几乎成一平台,此时糠醛渣发生解聚、一些内部重组,及原料的改性,这时释放出小分子量的化合物,如:H2O、CO和CO2等;而只有加热到大约225e以后糠醛渣中的有机组份才会发生较大的热分解,开始形成较大的失重1同时可以看出,有机组分的热分解表现出明显的两阶段性,其失重明显阶段的温度范围分布在约225e~380e之间,在此温度区,虽然反应所处的温度较低,但热解反应的速度较快,致使失重量很大,占整个热解过程失重量的绝大部分1因为糠醛渣的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素,其热解实际上主要是这三种成分的裂解1图1糠醛渣热解失重过程曲线图2给出了糠醛渣在不同的升温速率下的热解失重及失重微商与温度的关系1从中可以看出,随着升温速率的提高,糠醛渣的初始热解温度、失重高峰时的温度及热解终止温度均升高,而且同一温度范围内的失重量略有减少,DTG尖峰也向高温区移动;即在达到相同失重量的情况下,升温速率越高,所需的热解温度越高1在相同的温度下,升温速率越低,热解越充分,挥发分析出越多,余重越少1图3是糠醛渣在不同的升温速率下的热解失重及失重微商与时间的关系1可以看出,随着升温速率的提高,达到相同失重量所需要的时间大大地减少,如当糠醛渣失重60%时,升温速率50e/min时所需要的时间仅为5e/min时的1/10;同样,达到失重峰值的时间也大大缩小,完成整个热解的时间也明显缩短了1由此可见,升温速率的大小对糠醛渣的整个热解过程的完成是至关重要的1(a)TG 曲线 (b)DTG 曲线图2不同升温速率下糠醛渣的TG 、D TG 随温度变化关系曲线(a)TG 曲线 (b)DTG 曲线图3不同升温速率下TG 、D TG 随时间变化关系曲线4 动力学参数的求解糠醛渣热重分析的研究主要针对失重最为剧烈的阶段,对该阶段的分析计算可构建热解的表观反应动力学模型并求解主要的反应动力学参数1根据质量守恒定律,热解转化率可以用样品的重量变化来描述,即[5,6]A =W T -W oW f -W o (1)其中,A 、W o 、W T 、W f -温度为T 时的转化率、样品的初始质量、温度为T 时的质量、反应终止时的质量1用热重法分析生物质受热失重过程,常采用下述简单动力学方程模拟其失重现象:d A dt =k f (A )(2)式(2)中反应速率常数K 遵循Arrhenius 定律k =A exp (-E/RT)设f (A )=(1-A )n ,且升温速率<=dT/dt则热解过程中的总包反应为d A dT =A <exp (-E/RT)(1-A )n (3)将式(3)变换为ln <d A dT=ln [A f (A )]-E/RT (4)因为以假设f (A )只与A 有关,亦即当A 为常数时,f (A )也为常数,所以对不同的<值,在给定的A 值下,ln <d A dT 对1T 作图是一条直线,由斜率求得活化能E,再根据ln [Af (A )]=ln A +n ln (1-A )(5)利用式(5)中的截距ln [Af (A )]对ln (1-A )作图,就可求出反应级数n 和频率因子A 1根据不同的升温速率下的热解失重曲线,回归结果如图4所示,图中各曲线表示不同热解转化率时ln <d A dT 对1T的回归直线1图4用多个升温速率法得到的不同转化率的曲线由图可见,不同A值所得到的曲线互相平行,这说明在这一阶段中总体反应机理没有发生变化,由曲线的斜率和截距可进一步求得活化能和频率因子,计算结果见表2,从而得到糠醛渣的平均表观活化能为52. 57kJ/mol1表2用多升温速率法求得的动力学参数转化率A活化能E(kJ/mol)频率因子A(min-1)20%50.1268 2.2139e+0530%53.4292 1.1643e+0540%52.3651 1.0942e+0550%54.3836 2.9392e+055结论1)糠醛渣热解随着温度的升高具有阶段性,在温度达到一定值时,水份开始析出1在水份析出完毕后经过一段解聚和内部重组反应后,纤维素和半纤维素才开始分解,析出大量的挥发分,并形成剧烈的失重过程12)升温速率是影响糠醛渣热解失重的主要因素1随着升温速率的提高,糠醛渣的初始热解温度、失重高峰时的温度及热解终止温度均升高,而且同一温度范围内的失重量略有减少1达到相同失重量的情况下,升温速率越高,所需的热解温度越高1在相同的温度下,升温速率越低,热解越充分,挥发分析出越多,余重越少13)随着升温速率的提高,达到相同失重量所需要的时间大大地减少1同样,达到失重峰值的时间也大大缩小,完成整个热解的时间也明显缩短了14)根据实验结果,建立了糠醛渣热解动力学模型并得到糠醛渣的平均表观活化能为52.57kJ/mol1参考文献:[1]白鲁刚,颜涌捷.废弃生物质的开发利用[J].新能源,2000,22(4)1[2]张无敌,宋洪川,韦小岿等.21世纪发展生物质能前景广阔[J].中国能源.2001,(5)1[3]/Henan_w/henan/xinxiang/xi xiang/7.htm1[4]余春江.生物质热解机理和工程应用研究[D].浙江大学博士学位论文.20001[5]N.A.Liu,B.H.Wang and W.C.Fan.Kinetic Compensation Effect in Biomas s Thermal Dec omposi ti on.Fi re Safety Science.2002,11(2)1[6]M.Garcia-Perez,A.chaala and J.Yang et al.Co-pyrol ysis of s ugarcane bagasse wi th petroleum res idue.PartÑ:thermogravimetric analys is.Fuel. 2001,80(9)1(责任编辑:高俊丽)。

生物质对褐煤灰烧结温度和初始变形温度的影响摘要：利用热学显微技术将褐煤和榛子壳、米糠等生物质的灰加热到1450℃，分别研究了灰的烧结温度和初始变形温度。

研究发现榛子壳，米糠和褐煤的烧结温度分别是1300℃，1269℃和1320℃，初始变形温度则为1450℃以上，1370℃和1450℃以上。

褐煤和生物质混合物为在煤中添加质量分数5%和10%的生物质组成，并测定生物质的存在对烧结温度和初始变形温度的影响。

添加5%的富含钾榛子壳混合物烧结温度下降到919℃，添加量10%时下降到730℃，同时初始变形温度下降到788℃。

榛子壳对灰热行为的巨大消极影响的主要原因是生物质中的钾元素和褐煤中的矿物质硅元素化合物相互反应，其次，CaO的浓度也是一个因素。

另一方面，米糠的存在对烧结温度和变形温度的影响有限。

1 前言煤和生物质的混合燃烧能够控制二氧化碳的排放，有利于生物质能源的利用，有效处理固体废弃物，限制垃圾填埋区域，改善环境，因此引起人们极大的兴趣。

但是，在现有燃烧系统中生物质和煤共同使用会引起很多问题，比如使一部分催化剂还原失活，结渣，沉积玷污等。

生物质燃料含有较高的碱金属是这些沉积物的形成主要原因。

一些生物质，特别是一年生的生物质，碱金属含量高，在燃烧过程中会产生低熔点的灰，低熔点的灰成分会形成聚团，引起沉积和腐蚀。

在流化床系统中，大量的渣块积聚会导致流态化的失败和电厂的非正常关机。

灰熔融特性取决于燃料的类型，是渣块形成的原因，燃烧时形成的低熔点工晶体是渣块产生的诱因。

美国ASTM灰熔点测试标准中测定初始变形温度、软化温度、半球温度和流动温度四个不同的特征温度以评价一种灰样品熔融特性。

然而，在一个小型实验性电厂的气化过程中观测到在温度比ASTM方法测试得到的煤灰熔点温度低几百度的情况下仍然会有渣块的形成。

灰结渣受到多种参数的影响，无机元素组成成分、燃料颗粒尺度和分布、床温和运行环境等。

因此，变形温度可以作为一预测与灰相关问题的参数。

褐煤燃烧分析褐煤Lignite (coal)；brown coal ；wood coal 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。

一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。

化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。

前言：随着电力企业改革的不断深化和发展，电力市场竞争加剧以及发电企业竞价上网，降低发电成本、提高企业的核心兑争力和赢利水平的是火电企业的长期目标。

自从2008年开始，我厂开始试烧褐煤，该煤主要特点是高挥发份（30%以上）、高水份（35%以上），煤质热值低（从2900kcal/kg到3900kcal/kg）。

该煤种与正常燃用的神华煤比较来看：挥发份偏高、内水偏高、发热量严重偏低。

要实现对如此庞大褐煤资源的高效利用，必须结合褐煤本身特点提出新的技术路线，同时对全系统进行优化集成提高能量利用效率。

一、我厂锅炉褐煤掺烧的原则：1、基本原则：在保证锅炉安全运行的条件下，采用两种或两种以上煤种按不同的比例送入炉膛进行掺烧，使掺烧煤种加权平均的各项煤质指标，接近锅炉适用煤种的煤质指标，以改善煤种在锅炉中的燃烧特性、结渣特性、可磨性和污染物排放特性，达到锅炉与煤性之间的最佳组合。

2、首要原则：是保证煤种掺烧过程中的燃烧性能，即混煤在锅炉内燃烧的稳定性。

反映煤种燃烧特性主要是着火性能和燃烬性能，煤种的发热量、挥发分和水分是影响燃烧特性最主要的指标。

二、我厂锅炉褐煤掺烧的方式我公司主要采用褐煤掺烧方式是炉内混合式，褐煤掺烧量应按调度预发电曲线和季节运行特点来确定。

配煤方式中B、D煤仓均上挥发分较高、与设计煤种接近的煤种。

其它磨煤机在配煤方式设计如下：1、单独掺烧C或F煤仓。

此方案一般在机组负荷夏天要长期带满负荷时及以上时选择，在确保发电量的情况下尽量掺烧，并且还要其它煤种发热量在5000kcal/kg以上。

2、掺烧C、F两个煤仓。

此种方案在机组负荷较轻时，或不需长期带满负荷时，机组负荷300MW～580MW时选择，但此时只运行五台磨煤机，3、掺烧C、E、F三个煤仓。

DOI: 10.1016/S1872-5813(23)60355-X糠醛渣对气化煤灰熔融特性影响的研究马晓彤1，王志刚1,2,*，鲁　浩3 ，庄淑娟1 ，王烟霞2 ，刘　伟2 ，赵江山2 ，孔令学3（1. 山东理工大学 化学化工学院, 山东 淄博 255000；2. 德州学院 化学化工学院, 山东 德州 253023；3. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室, 山西 太原 030001）摘　要：本研究选择一种典型糠醛渣和两种硅铝比（Si/Al)不同的气化煤，考察配入糠醛渣对两种气化煤灰熔融温度的影响，利用X 射线衍射仪（XRD ）分析了不同温度下灰渣的矿物质变化规律，采用热力学计算软件FactSage 计算了平衡状态下的物相变化。

研究结果表明，随着糠醛渣配比的增加，两种气化煤灰的熔融温度均呈现先增加后降低的趋势，其中，高硅铝比的气化煤灰增加趋势更显著。

配入糠醛渣后气化灰渣难熔相由钙长石（CaAl 2Si 2O 8）变为白榴石（KAlSi 2O 6），白榴石（KAlSi 2O 6）在1300 ℃仍以固相形式存在，导致灰熔融温度升高。

硅铝比高的气化煤灰的SiO 2相对含量高，其与糠醛渣中的K 2O 反应生成更多高熔点的白榴石（KAlSi 2O 6），导致其熔融温度升高趋势更显著。

随着糠醛渣配比的继续增加，共气化灰渣中K 2O 含量增加，灰渣中形成低熔点的钾霞石（KAlSiO 4），降低了灰熔融温度。

关键词：糠醛渣；煤气化；熔融温度；矿物质中图分类号： TQ54 文献标识码： AStudy on effect of furfural residue addition on fusion characteristicsof gasification coal ashMA Xiao-tong 1，WANG Zhi-gang 1,2,*，LU Hao 3，ZHUANG Shu-juan 1，WANG Yan-xia 2，LIU Wei 2 ，ZHAO Jiang-shan 2 ，KONG Ling-xue3（1. School of Chemistry and Chemical Engineering , Shandong University of Technology , Zibo 255000, China ；2. College of Chemistry and Chemical Engineering , Dezhou University , Dezhou 253023, China ；3. State Key Lab of Coal Conversion , Institute of Coal Chemistry , Chinese Academy of Sciences , Taiyuan 030001, China ）Abstract: The co-gasification of furfural residue with coal is a feasible way to realize its clean and efficient utilization, but there is a high content of alkaline components in the furfural residue ash. Therefore, the effect of furfural residue addition on the fusion temperature of gasification coal ash was investigated, in which a typical furfural residue and two gasification coals with different ratios of silicon to aluminum (Si/Al) were selected. X-ray diffraction instrument (XRD) was used to measure the mineral evolution of co-gasification ash at different temperatures. The phase change in equilibrium state was calculated by the software FactSage. The results show that with the increase in furfural residue addition ratio, the fusion temperatures of both gasification coal ashes first increase and then decrease, while the increase trend of fusion temperatures for the coal with a high Si/Al ratio is more significant. When the furfural residue is added, the resulting high melting point mineral of gasification slag is changed from anorthite (CaAl 2Si 2O 8) to leucite (KAlSi 2O 6) that is still present as a solid phase at 1300 ℃, resulting in an increase of AFTs. The coal ash with more amount of SiO 2 can react with K 2O to produce more leucite (KAlSi 2O 6)with a higher fusion point, thus causing the ash fusion temperatures to rise. However, as the ratio of furfural residue addition continues to increase, the ash fusion temperatures decrease, which is attributed to the formation of kaliophilite (KAlSiO 4) with a low fusion point that is generated in the presence of higher content of K 2O.Key words: furfural residue ；coal gasification ；fusion temperatures ；minerals糠醛渣是玉米芯生产糠醛的一种有机固体废弃物，中国是糠醛生产大国，年总产量在50万吨以上，占世界糠醛总产量的70％左右[1]。

褐煤的特性和检测中的注意事项【摘要】目前大型火力发电厂的煤炭以烟煤为主，实验室检测中碰到最多的也是烟煤，鉴于对褐煤认知的欠缺，本文就褐煤的特性和检测中应该特别注意的事项进行深入的探讨。

【关键词】褐煤特性；检测；注意事项引言目前大部分的火力发电厂煤炭的燃烧以烟煤为主，因此实验室检测中检测量最多的也是烟煤，所以对褐煤的认知略有欠缺，碰到褐煤的检测难免会出现“经验主义”而造成检测的偏差甚至方法选择上的错误。

因此从特性入手，由特性分析，至检测方法的选择及检测中注意事项的罗列，可以有效的规避检测偏差、检测错误的产生。

1.成煤过程成煤作用过程分成两个阶段。

第一阶段，植物在浅海或沼泽湖泊中大量繁殖，经微生物的化学作用，低等植物形成腐泥，高等植物形成泥炭。

第二阶段，泥炭和腐泥因地壳运动下沉，长期受高温、高压作用形成煤（煤化阶段）。

煤化过程是一个增碳化过程，即煤化作用不断加深，泥炭逐渐变成褐煤、烟煤和无烟煤。

由此可见，褐煤是煤化程度较浅的煤种。

2.褐煤的特性随着煤的煤化程度不同，煤的元素组成相应地会发生变化。

煤化程度越高，煤种碳含量（Cdaf）就愈高，与之相反，氢含量（Hdaf）则随煤的变质程度的加深而降低，氧含量也随着煤化程度的加深而降低。

因此褐煤含碳量Cdaf相对较低，Hdaf普遍较高，挥发分Vdaf高达37%，含水量较高，部分褐煤的含水量高达45%，因此低位发热量较低，大多为10.45-16.73MJ/kg。

这种煤热稳定性差，风干时易爆裂成碎煤。

由于灰分中常含有较多的碱金属，因此，灰熔融性温度低。

3.褐煤的检测方法及注意事项归纳3.1 全水分的测定在方法的选用以及试样粒度、试样质量、试验时间、检查性试验的时间等等都应注意与烟煤、无烟煤的区别。

避免造成混淆而导致检测结果的偏差。

从以上几点归纳总结后得出：一步法，用通氮干燥，煤炭粒度应小于6mm，试样质量在（10-12）g，试验温度在105-110℃，试验时间为3小时，此外，检查性试验时间为0.5小时，直到前后质量减小不超过0.01g或质量增加（后者以增加前的质量为准）。

第19卷　第6期　・428・1999年12月动　力　工　程POW ER EN G I N EER I N G　V o l .19N o.6　D ec .1999　 文章编号:100026761(1999)0620428206褐煤及其混煤燃烧、结渣特性的实验研究张晓杰1,　王　阳2,　李振中2,　李松庚2聂其红1,　孙少增1,　张经武2,　秦裕琨3(1.东北电力科学研究院,沈阳110006;2.国家电站燃烧技术研究工程中心,沈阳110034;3.哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)摘　要:在1个容量为640M J h 、配有独立制粉系统和烟气在线分析系统的热态试验台上,利用3种褐煤进行了试验。

试验结果表明:混煤中的单一煤种在混煤燃烧过程中基本保持各自特性,混煤的结渣特性与各自煤种的结渣特性有很大的不同。

图6表4参6主题词:混煤;燃烧;结渣;试验中图分类号:T K 16 文献标识码:A收稿日期:1999203205作者简介:张晓杰(1969～),男,现在东北电力科学研究院工作,同时为哈尔滨工业大学热能工程专业博士生。

主要从事煤粉燃烧技术研究工作。

已发表论文10多篇。

0　概述由于我国煤炭洗选率较低,运输能力不足以及国家有关对锅炉等燃烧设备尽量燃用劣质煤的政策等原因,造成用煤企业经常燃用2种或2种以上的混煤。

1987年,哈尔滨成套设备研究所对全国的428个主力火电厂的基本情况进行调查时,发现很多电厂烧非设计煤种或混煤[1]。

若煤种选择恰当,混合均匀,配比合理,创造良好的燃烧条件,则能发挥组分煤种各自的优越性,取长补短,给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。

然而,混煤虽然是一个简单的机械混合过程,但由于不同煤种的组成及特性不同,造成各煤种有着不同的燃烧特性,而掺烧时不可能同时满足掺混煤种的燃烧条件,若混煤配置不当,会造成燃烧设备运行水平下降,燃烧不稳定,效率降低,结渣积灰加剧,甚至造成停炉事故。

对于混煤燃烧和结渣规律,国内外已进行过一些研究。