秸 秆 燃 料 的 特 点
秸秆生物质燃料燃烧特性分析
调 环境 发展 有重 要意 义 .
的森林 资源 为基 础. 我 国有 丰 富 的农 作 物 秸 秆 而 资源 , 内现 有 的生 物 质锅 炉 主 要 以 燃烧 农 作 物 国
秸 秆为 主 , 由于我 国秸 秆 生 物 质 资 源 的开 发 利 但
1 生物 质 燃 料 特 性 分 析
表性 的秸秆生物质的结 渣特性 , 总结了主要碱金属以及氯对于生 物质燃烧设 备所产生 的不利影 响 , 并提 出了
相 应 的对 策 .
关键词 :秸秆生物质 ; 燃料特性 ; 燃烧分析
中 图分 类 号 :¥ 1. 26 2 文 献 标 识 码 :A
An l ss o t a Bi m a s Co bu to a a t r si s a y i f S r w o s m si n Ch r c e it c
c a a trs c f r p e e t t e sr w b o s r o a d, te a v re e e t o i ak l h r ce t s o e r s n a i t ima s a e c mp r i i v a e h d e f cs f ma n l ai s
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Th fco s fe tn t e e u t a sa lt o o usi n r f u d u b t e e a tr afc i g h s c r y nd tbi y f c mb to a e o n o t y h i i
生物质颗粒燃料生产技术与设备
用 、可靠性高 、安全耐用 、工艺成套性 高 、节能环保 、维修
经济方便 、生产效率高等 。 目前 ,可靠性 高的结构为环模机
与平模机 ,可根据个人 的经济实力 质颗 粒 燃 料 生 产 设 备 .
秸秆火灾烟 害防控工作的根本 出路在 于能源化 。秸 秆能 源化主要通过固化和气化 2个途径实现 ,如将秸秆 等生物质 原料经过热塑挤压成型 ,并达到一定 的密度后 可制成生物质
颗 粒燃 料 。
能将其 6 %转化为颗粒燃料 ,那么就等 于建成 1 0 座年产 10 2
万 t 煤矿。 的
3 生 物质颗 粒燃 料生产 型式
按结构特 征 ,生物质 颗粒燃料 生产 型式 可分为对 辊式 、 螺旋式 、环模式和平模式。
31 对 辊 式 .
对辊式 的工作部件是一对表 面有许多窝眼的压辊 ,~ 作
11 . 21 0 1
时两辊相对运动 ,将 落入窝眼 的粉 料挤压成颗粒 。该 结构的
缺点是挤压作用时间短 、颗粒密度低 。
32 螺 旋 式 .
5 生 物质颗 粒燃 料 生产 设 备
生物 质燃 料成 型设备 选 型 的原 则是 技术先 进 、经 济适
螺旋式 的结构 与绞 肉机相似 ,由挤压螺旋推进 器 、压缩 室 、模孔和切断 刀组 成 ,工作 时挤 压螺旋推进器把 压缩室 内 的粉料 向前推挤 ,使 其穿过模板孑 型成 圆柱形 ,随后 被切刀 L 切成粒状 。该结构 多用于生产膨化 饲料 ,缺点是螺旋 绞龙寿
择。
在东北地区以及 山东等省正如火如荼地推广应用 中。 从用 途看 ,生 物质 颗粒燃 料应 用范 围广 ,可 以代 替木
柴 、液化气等 ,广泛用 于生 物质秸秆发电厂 、企事业单位锅
稻秆和稻秆灰的特性及其在粘土砖生产中的应用
结 晶硅 的存在 , 因为这样 可 以提 高焙 烧 时 的活度 。 生 产轻 质粘 土砖 、砌块 时给原 料 中掺人 一 些 易燃
地利用 废料 , 护 了环境 。 保
本 项 研 究 目的在 于研 究 稻秆 灰 在 4 0C I 0  ̄ 0  ̄~ O 0C 温 度下 的特性 , 以及稻 秆 、 稻秆 灰对 不 同粘 土砖 试样 的 物 理机 械性 能 的影 响。
2 实 验
将 1 g的稻 秆切 碎 , 球磨 机 中研 磨至 1m 大 Ok 在 m 小 。用 热衍射 分 析法 及热 重量 分析 法对 稻秆 的热工 性
建 材生 产 中的应 用进 行 了研究 。 法 一 : 未加 工 的稻 方 将
壳 作为集 料 加入普 通 波特 兰水 泥 中生产 不 同 的建筑 制
9 0C、 O0C 0 ̄ 1 0  ̄温度 下 保温 2h ,之后 在炉 内慢 慢冷 却 。
稻秆 灰 中硅 的特性 可 以利 用 X衍 射仪进 行分析 。
1 前 言
能及 其含 灰量进行 研究 。实验得 出稻秆 灰的化学 成分 :
7 . O s O29 7 % Al 3 O7 % F 2 3 o 6 % T O2 65 % 78 % i 、 . 9 2 、 .6 O eO 、.5 I 、 .8
Ca 186 O、 . %MG 、 . 4 K2 1 1 % Na0、 .5%P2 。 O 0 6 % 0、 . 8 2 06 05
的工业 副产 品或废 料 , 如泡 沫 聚苯 乙烯 、 珍珠 岩 、 屑 、 锯
生物质固体成型燃料的特征
生物质固体成型燃料的特征(一)、生物质成型燃料是利用新技术及专用设备将各种农作物秸秆、木屑、锯末、果壳、玉米芯、稻草、麦秸、麦糠、树枝叶等低品位生物质,在不含任何添加剂和粘结剂的情况下,通过压缩成密度各异的生物质成型的清洁燃料,因为秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素,其木质素是物料中的结构单体,是苯丙烷型的高分子化合物。
具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。
木质素属非晶体,在常温下主要部分不溶于任何溶剂,没有熔点,但有软化点。
当温度达到一定值时,木质素软化粘结力增加,并在一定压力作用下,使其纤维素分子团错位、变形、延展,内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接,重新组合而压制成型,使松散的、能量密度低、热效率仅为10%左右、不易保存、不便运输与利用的生物质原料,经过加工变为致密的、能量密度高的、热效率可达45%左右、易保存和便于运输的高品位清洁能源产品。
它具有燃烧特性好、燃烬率高、粉尘少、化学污染排放低的优势。
(二)、生物质固体成型燃料的组成结构生物质固体成型燃料由可燃质、无机物和水分组成,主要含有碳(C)、氢(H)、氧(O)及少量的氮(N)、硫(S)等元素,并含有灰分和水分。
碳:生物质成型燃料含碳量少(约为40-45%),尤其固定碳的含量低,易于燃烧。
氢:生物质成型燃料含氢量多(约为8-10%),挥发分高(约为75%)。
生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
硫:生物质成型燃料中含硫量少于0.02%,燃烧时不必设置烟气脱硫装置,降低了企业处理脱硫成本,又有利于环境的保护。
氮:生物质成型燃料中含氮量少于0.15%,NOx排放完全达标。
灰分:生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料,灰分极低,只有3-5%左右。
(三)、生物质固体成型燃料的理化指标生物质燃料成型后的主要技术参数:密度:700—1300千克/立方米;灰分:3—20 %; 水分≤15% 。
热值:3500—4500大卡/千克;生物质成型燃料块的热值以原料的种类不同而不同。
秸秆能源化利用技术现状及前景分析
作者 :
魏 文 胜
山西 省 高 平 市
农委
能 源 是 人 类 赖 以 生 存 的 物 质基 础 ,是 国 民
一
、
高平市秸秆产量及秸秆利用传统技术现状
经 济 的基 本 支撑 。我 国是 能 源 消 费 大 国 , 目前
能源 中 ,生物质 能具有 可再 生和 环境友 好等 双重 开 发清 洁能 源 ,缓 解居 民生活 用能 ,实 现综合 利
属 性 ,是 唯一可 存储 和运输 的可 再生能 源 ,是 国 用。我市 的秸 秆利 用率达 到 了7 3 %,远 高于 全国 家重 点鼓 励发展 领域 之一 。农作 物秸 秆作 为生物 平 均水 平 的3 3 %,但 其 中大 部分 未经技 术处 理 , 质 能资源 的主要 来源 之一 ,是 目前世 界上仅 次于 综合利用的潜 力巨大 。 煤炭 、石油 以及 天然 气 的第 四大能源 之一 ,在世
厂 ,名 噪一时 的糠醛 厂也都 因为环境 污染 的 问题
2 8 Ⅵ 哪. e h o m e . g o v . c n
糊 戆
瓣 鞯 嚣 8 确 赫 拣 赫 嚣 繇 l 新农村新 能源
或 关 门大吉 ,或迁 移他 乡。遍数秸 秆 利用 的传 统 性 差 , 目前 其原 料 多是玉 米芯 ,成 本较 高 ,如能
秆 能源化利 用涂上 了一抹 亮色。历经5 年 的时间 , 我市成 为全 国秸秆 沼气工程规模最大 ,数量最多 ,
效果最好 的典范 ( 农业部 专家语 )。
现在共建成 已运行的该类工程7 处 ,在建的2 处 ,使 效 益显著。
三 、秸秆能源化利用技术前景展 望
秸秆类生物质燃烧动力学特性实验研究
能源研究与信息第25卷 第3期 Energy Research and Information V ol. 25 No. 3 2009收稿日期:2008-08-18作者简介:白兆兴(1951-),男(汉),高级工程师,baizhaoxing@ 基金项目:上海市科学技术委员会“十大登山行动计划”(06DZ12206)文章编号: 1008-8857(2009)03-0130-08秸秆类生物质燃烧动力学特性实验研究白兆兴 1, 曹建峰 1, 林鹏云 2, 林 鹏 2, 罗永浩 2(1. 上海四方锅炉厂, 上海 200072; 2. 上海交通大学 热能工程研究所, 上海 200240) 摘 要: 生物质能的利用越来越受到重视。
直接燃烧技术由于其操作简单、取材方便、成本适宜等特点是一种符合我国国情的生物质能利用方式。
采用热重分析的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆和玉米芯三种秸秆类生物质的燃烧动力学特性进行了实验,研究了不同升温速率、氧浓度对不同种类的秸秆生物质燃料燃烧动力学特性的影响,并对着火温度、燃烧稳定性、挥发分析出特性、燃烧特性指数等相关特性参数进行定量分析,为设计秸秆工业锅炉燃烧设备,合理选择生物质种类、优化燃烧、提高锅炉效率提供了理论支撑。
关键词: 生物质; 直接燃烧; 热重分析; 动力学特性 中图分类号: X705; TK229.6+6文献标识码: A目前,生物质能的利用以其清洁性和可持续性已成为世界热门研究课题之一,许多国家都开展了相关的研究,并制定了各自的生物质能研究计划,如美国的能源农场、日本的阳光计划等。
生物质能的转换技术一般可分为热化学转化技术和生物转化技术[1, 2]。
热化学转化技术以其高效性和易大规模化生产的优点成为生物质利用技术的主要手段,其中生物质直接燃烧技术是最常见的生物质利用手段。
锅炉燃烧采用先进的燃烧技术,适用于相对集中、大规模地利用生物质资源,按照燃烧方式的不同可分为流化床锅炉、层燃炉等[3]。
生物质直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术一、引言目前,生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。
但由于生物质燃料与化石燃料相比,在物理、化学性质等方面存在着较大的差异,因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。
二、生物质燃烧的特性了解生物质燃料的组成成分,有助于对其燃烧特性的研究,从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。
由上表可以看出,生物质燃料组成成分的特点是:(1)生物质含水分多,含硫量低;(2)生物质含碳量少,固定碳含量更少,热值普遍偏低;(3)生物质含氧量高,挥发份明显较多;(4)生物质灰份少、密度小,尤其是农作物秸秆。
因此,生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程,又是燃料和空气间的传热、传质的过程,主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。
三、生物质燃料直接燃烧技术直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术,即将生物质直接作为燃料燃烧,燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。
作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。
目前,生物质直接燃烧技术主要有以下几种:3.1生物质直接燃烧流化床技术采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高,有害气体排放少,热容量大等一系列优点,适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。
生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料,以保证形成稳定的密相区料层,为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源;采用风力给料装置,使生物质燃料均匀散布在床层表面,有助于燃料的及时着火和稳定燃烧;采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流,可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈,并延长物料颗粒在炉内的停留时间;采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室,使可燃气体和固体颗粒进一步燃尽,同时可以将烟气中所携带的飞灰、床料分离下来,减轻尾部受热面和除尘设备的磨损。
现在我国部分锅炉厂家与高等院校合作,已开发出甘蔗渣、稻壳、果穗、木屑等生物废料的流化床锅炉,并取得成功运行。
浅谈生物质燃烧之秸秆燃烧技术
浅谈生物质燃烧之秸秆燃烧技术xxxxxxxxxxxxxxx首先我们必须了解什么是燃烧,“燃烧”首先指有强烈放热和发光的化学反应。
固体、液体和气体燃料氧化、类氧化、氮化、氯化、分解反应、联氨分解为氮和氢,以及代替反应。
其中有基态和激发态的自由基、原子、电子及离子出现,并伴有光辐射现象者,都可以称为“燃烧”。
燃烧可以产生火焰。
无论气体、液体还是固体燃料燃烧,都是流动、传热、传质和化学反应同时发生而又相互作用的综合现象。
燃烧对人类文明的发展贡献卓著。
燃烧不但可产生能源、电力与动力,而且是最广泛、最有效而且最直接的能源取得方式。
但是,未加充分控制的不适当燃烧,不仅造成能源的浪费及环境污染,还会带来重大灾害。
因此,如何更有效的利用燃烧以产生能源,加强节约能源及防治燃烧所产生的污染问题,达到高效率、省能、低污染且安全之最终目的,实是现阶段享受燃烧科技卓越贡献之外,亟待解决的重要课题。
在能源领域,提高燃烧效率是实现燃料最大化利用的最基本途径。
而且,先进的燃烧技术亦能减少化石燃料燃烧时所放出的污染物。
故在当今世界,能源问题和环境保护问题日益突出的阶段,先进燃烧技术的大力推广是大势所趋。
先进的燃烧技术有很多,而且有不少是已经应用了,并且产生了很好的经济和环境效益,而我所关注的是现阶段还未充分发展的生物质燃烧技术,我相信,人类为了生存,必须种植物,种植物就会有许多不能食用生物质材料,这样,生物质燃烧的原材料就不是问题,而且能够解决这些废料的处理问题,一举两得,故生物质燃烧技术是有很好的应用前景的。
首先介绍一下什么事生物质。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。
生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。
农作物秸秆混配燃烧特性与动力学分析
摘要: 选用北京市大兴区玉米秸为主原料,混配小麦秸、花生壳,利用热重仪研究混配物料的燃烧特性,并采用 Coats-Refern 法研究其燃烧动力学特性,为农作物秸秆固体成型与燃烧提供实践与理论数据。研究发现,3 试样燃 烧都有 2 个明显的峰值,燃烧过程可分为水分蒸发干燥、挥发分析出及燃烧、固定碳燃烧和燃尽 4 个基本阶段,在 整个燃烧阶段有较大的重叠区域。添加花生壳的混配物料,其燃烧特性及动力学参数受花生壳的影响较大,而添 加小麦秸影响较小。 关键词: 秸秆 混配 燃烧特性 热重法 动力学 中图分类号: S216. 2 文献标识码: A 文章编号: 1000-1298( 2014) S0-0202-05
-
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2 结果与讨论
燃料的燃烧特性,常从着火特性、燃烧稳定性与 燃尽特性等 3 方面评价[7 - 9]。着火特性反映燃料着
火的难易程度,用着火指数表征,其数值越小表明着
火特性越好。
Zi
=
Vd Dtgmax Ti
( 1)
式中 Zi———着火指数 Vd———挥发分比例
Dtgmax ———燃烧最大失重速率
Ti ———着火温度
以玉 米 秸 为 主 原 料,按 照 辅 料 占 总 质 量 的 10% 、20% 、40% 、100% 的比例分别添加花生壳与小
物料
玉米秸 小麦秸 花生壳
水分 8. 67 6. 21 7. 02
表 1 物料工业分析和元素分析 Tab. 1 Proximate analysis,ultimate analsis and calorific of samples
具体着火温度计算方法参照文献[10]。
稳定燃烧特性反映燃料燃烧时不断火而能稳定
生物质秸秆成型燃料特性分析
t e c h n o l o y g e c o n o m y s h o w t h a t b i o ma s s i s r i c h i n n a t u r a l r e s o u r c e s f o r s t r a w d e n s i f i c a t i o n b r i q u e t t e s f u e l( S D B F ) ,
生物质 特性 又与 煤炭相 似 , 易点 燃 、 燃烧 完全 , 烟 尘 中的 C O 2 , S 0 , N O 浓度 比煤 炭 少 ; 但较 高 的碱 金 属和 C l 含 量会 导致 燃烧 时的 腐蚀和 沉积 ; 当前技 术 经济性 不 突 出, 综 合环 境 效 益考 虑 是 一种 不错 的补 充 能源选择 。
关 键词 : 生物质 ; 秸秆 成型 燃料 ; 特性 ; 燃烧
中图分类号 : X 7 1 2 ; T D 8 4 9 文 献标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 — 6 7 7 2 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 3 9 - 0 3
植物秸秆燃料特性分析
和 腐蚀 。 2 2 流化床 反 应 器 实验研 究 .
图 5 生物 质 流 化 床 燃 烧 实 验 装 置
实 验 结果 发 现 , 用 石英 砂 颗 粒作 为 床料 时 , 选 在 运行 时 间超 过 8h后床 内的流化 状态 开始 出现 波动 , 运行 累积 时间到 2h 结渣 现象 已经影 响 到 了流化 床 1, 的正常 运行 , 分别 在 累积燃 烧 时 间为 28 l 、4 2h 、、 11 、1
表 1 秸秆 与煤 样 的成 份 分 析 比较
图 1 秸 秆 的热 解 燃 烧 失 重 曲线
收稿 1 :0 2— 3 O 3期 2 1 0 —2 基金项 目: 安徽科技 厅年度重点项 目“ 植物秸杆冷成型 固化燃料 加工系统研制 ”项 目编号 :7 2 2 3 0 ) ( 0 0 00 0 4 。
刘 辉 : 物秸 秆 燃料特 性 分析 植
品, 也是 对农 村废 弃 物 的 综合 合 理 利 用 ; 时研 究 植 同 物秸 秆燃 料 特性 也有 利 于减 轻 燃 烧 过 程 中存 在 的结
危机 、 价格 高涨 以及 社会 对环 保 的关 注 , 们 必 将 寻 人 求可再 生 的生 物能 源替 代化 石 能源 。
生物质压缩 成型燃料 是生物 质能源利 用 的一 种 主
要 形式 , 主要利用农作 物 的玉米 杆 、 它 麦草 、 花生 壳 、 玉
米芯、 棉花杆 、 大豆杆 、 杂草、 树叶、 锯末 、 树皮等固体废 弃 物为原料 , 过 粉碎 、 压 、 密 、 型 , 为 小棒 状 经 加 增 成 成 固体颗粒燃料等, 压缩碳化成形的现代化清洁燃料, 又 是 新兴 的生物质 发 电专 用燃 料 , 也可 以直接 用 于 城市 传统的燃煤锅炉设备上 , 可以替代传统的煤炭。 1 生物质 颗粒 燃料 的燃 烧特 性 实验研 究 生 物 质 中挥发 分含 量高 , 烧特性 与煤有 显著 差 燃
农作物秸秆燃烧
农作物秸秆燃烧第一篇:农作物秸秆燃烧作为秸秆生产大国,我国耕地和淡水资源短缺,农作物秸秆,尤其是玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆和稻壳等极为珍贵,其总量和玉米、淀粉的总能量相当,其燃烧值约为标准煤的50%,每生产1吨玉米可生产2吨秸秆,3吨玉米秸秆就可以产出1吨蜂窝煤,可代替热值相当煤炭或液化气。
如果将我国每年产生的农作物秸秆全部用来燃烧,可折合约3亿吨标准煤的热值。
充分利用农作物秸秆生产秸秆生物质蜂窝煤,实现秸秆生物质蜂窝煤工厂化生产,并形成秸秆生物质蜂窝煤产业化,进而走向生物质蜂窝煤产业集群。
农作物秸秆生物质蜂窝煤主要由玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆和稻壳等作为原料经生物炭化制成。
产品易燃、即燃、无烟、无味、无污染、无残渣、不易破裂且形状规则,含炭量高达80%以上,热值高达4300至6100大卡,可以再生,燃烧时排放的SO2很少。
玉米秸秆的热值约为煤的0.7—0.8倍,即1.25吨的玉米秸秆炭化成型原料相当于1吨煤的热值。
玉米秸秆生物质蜂窝煤在配套的生物质燃烧炉中燃烧,其燃烧效率是燃煤炉的1.3—1.5倍,因而1吨玉米玉米秆生物质蜂窝煤的热量利用率与一吨煤的热量利用率相当。
炭化是提高秸秆生物质蜂窝煤使用价值的重要手段,炭化方式和炭化工艺直接决定了其机械强度、热值、生炭含量等主要性能指标。
秸秆生物质蜂窝煤主要特点在于摒弃了烧炭法和外热式两种炭化,而采用了内热式炭化方式,这种炭化方式比前两种优越:1、挥发物含量:12—18%;2、固定含碳量>80%;3、炭粉:1.0—1.3%;4、色泽:断面有金属光泽;5、发热量(J/G):>31000;6、炭化得率30—50%;7、单炉炭化周期缩短:为8小时/炉,秸秆炭量均匀;8、环境污染情况:几乎无烟。
1、农作物秸秆生物质蜂窝煤是代替传统煤炭和液化气等高品们的“绿色”民用燃料。
2、原料炭化产生的尾气可制成秸秆醋液产品,用于养殖和公共场所除臭、抗禽流感、杀虫剂等。
3、炭化炉温度高达200—500度,要用循环管道采集后向住房提供暖气或热水。
玉米秸秆褐煤型煤的制备及燃烧性能
玉米秸秆/褐煤型煤的制备及燃烧性能为了解决玉米秸秆资源化利用率低和褐煤难于成型、成型后燃烬率不高等问题,以褐煤和玉米秸秆为原料,考察了玉米秸秆添加量、水添加量、成型压力因素对制备玉米秸秆/褐煤型煤抗碎强度的影响,采用热重分析法对制备的玉米秸秆/褐煤型煤的燃烧性能进行了测试。
结果表明:当成型压力为1961.330N/cm2,水添加量为0.2mL,玉米秸秆添加量为50%时得到的玉米秸秆/褐煤型煤的抗碎性能最佳。
热重分析结果表明,添加玉米秸秆后玉米秸秆/褐煤型煤的着火点由433℃降至282℃,燃烬率由94.72%提升至99.88%,单位时间发热量增加。
研究结果为玉米秸秆/褐煤型煤的制备提供了试验基础和理论依据,为玉米秸秆和褐煤的高效清洁利用提供了有效途径。
我国褐煤资源丰富,但褐煤的高水分、低热值、容易风化等特点限制了其有效利用[1]。
褐煤成型可以有效解决其燃烧产尘量高、易风化、不易运输[2]等问题,并可防止因褐煤高水分而对投料设备的堵塞和黏连。
但仅用褐煤成型也有明显缺陷,一方面,由于褐煤自身水分含量高[3],导致型煤不容易脱模,成型率低,抗碎效果差;另一方面,由于褐煤的独特性质,成型后密度大,孔隙几乎消失,导致型煤燃烧困难,燃烬率低。
为改善这一状况,可向褐煤型煤中掺杂一定比例的生物质成分[4-5]。
玉米秸秆是一种具有较高发热量的生物质材料[6],其含有的大量木质素、纤维素等物质形成的纤维束[7],对型煤成型可以起到黏连作用[8],有助于褐煤成型。
玉米秸秆的加入既可以增加型煤中的孔隙数量,也可提高型煤的燃烬率。
此外,将农业废料玉米秸秆作为褐煤型煤的添加剂,可以有效解决玉米秸秆占地面积大、燃烧污染环境等问题[9],同时达到回收玉米秸秆中有机热量的目的。
为了获得燃烧性能良好,抗碎性强的玉米秸秆/褐煤型煤,笔者采用单因素试验的方法,分别考察了成型压力[10]、水添加量、玉米秸秆添加量对制备的玉米秸秆/褐煤型煤抗碎强度的影响,采用热重分析方法研究了添加玉米秸秆后型煤燃烧着火点以及燃烬率等性能[11]的变化,旨在为玉米秸秆/褐煤型煤的制备提供了试验基础,为其实际应用提供了理论数据。
谷子秸的火焰特性及其燃烧机制研究
谷子秸的火焰特性及其燃烧机制研究谷子秸是一种农作物的残余物,其燃烧特性及机制的研究对于提高农作物秸秆的综合利用效率、降低环境污染具有重要意义。
本文将以谷子秸的火焰特性为切入点,探讨其燃烧机制与相应的研究进展。
谷子秸的火焰特性是指在燃烧过程中产生的火焰形态、温度分布、燃尽时间等方面的特点。
对于谷子秸的火焰特性的研究,旨在了解其燃烧过程中的物理和化学变化,以便优化燃烧过程,提高利用率。
现已有一系列研究表明,谷子秸的火焰特性受到多种因素的影响,包括秸秆含水率、颗粒大小、氧气浓度等。
首先,秸秆的含水率是影响谷子秸燃烧火焰特性的一个重要因素。
高含水率会降低燃烧速率和温度,延缓燃烧过程,且在燃烧过程中释放大量水蒸气,导致火焰形成受限。
相反,低含水率将使燃烧速率增加,火焰温度升高,燃尽时间减少。
因此,合理调节秸秆的含水率可以优化燃烧过程,提高其利用效率。
其次,颗粒大小对谷子秸的火焰特性也有着显著影响。
研究发现,较小的颗粒容易形成较稳定的火焰,并具有较高的火焰温度。
随着颗粒大小的增大,火焰的温度和稳定性均会下降。
这是由于较小颗粒的比表面积较大,利于氧化反应的进行,而较大颗粒的比表面积较小,导致氧化反应的程度降低。
因此,在利用谷子秸进行能源转化时,适当控制颗粒大小可以提高燃烧效率。
此外,氧气浓度是影响谷子秸的火焰特性的另一个重要因素。
研究发现,适量的氧气供应可以促进燃烧过程中的氧化反应,提高火焰温度和稳定性,缩短燃尽时间。
然而,过高或过低的氧气浓度都会影响燃烧过程的正常进行。
过高的氧气浓度可能导致火焰不稳定,形成局部过氧化的现象;而过低的氧气浓度则会导致不完全燃烧,产生大量有害气体。
关于谷子秸的燃烧机制,目前已有一些研究取得了重要进展。
通过对谷子秸的取样和燃烧热释放的测量,研究人员可以确定谷子秸的热解特性和燃烧过程中的物理和化学变化。
研究发现,谷子秸的燃烧主要经历物理干燥、热解和燃烧三个阶段。
在物理干燥阶段,秸秆中的水分蒸发,秸秆温度上升,但没有明显的火焰形成。
秸秆生物质燃料燃烧特性分析 (陈亮A)
秸秆生物质燃料意义与燃烧特性分析作者:陈亮生物质是一种贮存太阳能的可再生能源,用现代技术可以转化成固态、液态和气态燃料,在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的能源,并占有重要地位[生物质资源包括薪柴、农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,以及农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物、生活污水和水生植物等欧洲主要国家生物质能的开发利用均以丰富的森林资源为基础.而我国有丰富的农作物秸秆资源,国内现有的生物质锅炉主要以燃烧农作物秸秆为主,但由于我国秸秆生物质资源的开发利用尚处于起步阶段,其中约有 1.45×108 t用作畜牧饲料,9.1×107t用作还田肥料,1.4×107 t用作工业原料,2.8×108 t作为农民传统的生活燃料,余下的1.0×108 t左右在田间地头被直接焚烧了,这不仅污染环境,还造成能源浪费。
因此,积极开发利用生物质能对解决能源短缺和协调环境发展有重要意义.生物质燃料特性分析根据发电燃烧的特点,农作物秸秆一般分为两类:一类为黄色秸秆又称软质秸秆,主要包括麦秸、玉米秸和稻草等,在生物质秸秆燃烧应用中占很大比重;另一类为灰色秸秆又称硬质秸秆,主要包括棉秆、麻秆等。
我国常见的、有代表性的3种黄色秸秆(稻草、麦秸和玉米秸)为研究对象,分析其燃料特性,并判别其燃烧过程中的结渣特性。
不同生物质的元素分析结果不同,灰分组成也有明显的差异.常见生物质燃料和烟煤的工业成分分析及元素构成分析种类工业分析成分/% MdafAdafVdafCgd元素组成/% CdafHdafSdafNdaf低位发热值Qydw/kJ ・kg-1稻草4.9713.8665.1116.0648.305.300.090.8113980麦秸4.938.9067.3619.3549.606.200.070.6115370玉米秸4.875.9371.9517.7549.306.000.110.7015680烟煤 1.09 24.64 31.58 42.69 57.12 2.91 0.82 0.98 24300常见生物质燃料和烟煤的灰分组成/% 生物质灰分灰分含量SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3Cl麦秸7.055.31.90.10.76.11.11.725.64.41.3稻草18.774.71.00.10.83.01.71.012.31.21.2玉米秸3.272.24.30.24.75.13.91.34.40.1 22.8 烟煤11.7 46.9 19.6 1.3 23.8 2.2 1.4 0.4 0.5 生物质的挥发分含量较多,特别是玉米秸的挥发分高达70%,远远超过烟煤;生物质固定碳含量较低,不到20%,而烟煤的固定碳含量超过生物质的两倍;另外,生物质的含硫量和热值明显低于烟煤.3种生物质中灰分含量相差很大,玉米秸的灰分含量最低,稻草的灰分含量最高,麦秸和玉米秸的灰分含量远低于烟煤;生物质灰分中SiO2和CaO含量较高,均超过烟煤,其中SiO2含量超过总灰分的50%;另外,生物质灰中的碱金属氧化物(K2O+Na2O)的含量远远高于烟煤.生物质特性对燃烧的主要影响有以下4点:一是含水量高、热值低,产生的烟气体积较大,排烟热损失较高,因而炉膛温度低,燃烧效率也较低;二是挥发分含量高,析出速度快,燃料在炉内能快速着火燃烧,燃烧时需补充大量空气,否则会造成空气供给量不足,难以保证生物质燃料充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率;三是固定碳的含量远小于烟煤,由于固定碳的燃点高,其含量越高越难燃烧,因此生物质很容易燃烧;四是生物质燃料中的硫、氮、碳含量较低,可以降低电厂SO2和NOx 的排放,CO2近似零排放.生物质结渣特性的判别目前主要是根据灰成分,采用碱性指数、碱酸比的方法评价生物质积灰结渣的特性,稻草的结渣性最强,其次是麦秸,玉米秆的结渣可能性较小.由碱酸比判别法得到的结果与碱性指数法相比存在一些差异,对于生物质而言,说明用酸碱比判别法判别结渣特性有待进一步研究。
提高秸秆燃烧效率
奇思妙想,提高秸秆燃烧利用率(2011-09-27 14:04:43)一、沼气秸秆作燃料一直是人们利用秸秆的主要用途之一。
沼气是一种新型清洁能源。
仅2008年,国家就追加了沼气建设投资30亿元。
一个沼气池就相当于一个能源工厂,它最常见的原料是人和畜禽粪便。
不过,由于现在我国的一些地区,搞养殖的散户越来越少,这样,沼气的原料就成了问题。
现在很多人都想到利用秸秆来开发沼气方面并取得了成功。
湖北武汉的方朝阳多年来致力于沼气研究,他把目光放在了秸秆上,在武汉、扬州等地搞起了秸秆沼气。
据统计,仅在扬州,一年就有400万吨的秸秆。
当地将近98万的农户,如果其中有1/3用上秸秆沼气的话,一年可以消耗秸秆100多万吨。
过去有人利用传统的沼气池搞秸秆沼气生产,用的是很小的直径不超过25厘米的进料口,蓬松的秸秆很难放到沼气池里边,进料和出料都很困难,难以操作。
方朝阳就打破常规,改用方形池,每个100立方米,建造出了大型的秸秆沼气池。
这样,两个100立方米的沼气池就可以吞吐80吨的干秸秆,为100个农户集中供气。
而且一次填料,可以连续使用半年。
传统的利用畜禽粪便的沼气发酵叫做湿式发酵,而利用秸秆进行的沼气发酵被称作干式发酵。
湿式发酵用的是人畜粪便,干物质仅占整个发酵物的6%。
而利用干稻草、干玉米秆等进行的干式发酵,所使用的干物质比例就要比湿式发酵高很多,达到了20%。
沼气发酵离不开甲烷菌。
和粪便相比,秸秆并不是甲烷菌最好的营养源,所以在进沼气池之前,必须要有一个预处理过程,对秸秆进行堆沤。
首先,要把秸秆铡碎,越小越好,破坏它的粗纤维。
同时,还要加水湿润,搅拌均匀,让秸秆充分吸水。
不过加水也要有个度,要加到手抓能滴水为宜,不能多也不要少。
水加好后,要把秸秆封严,开始进行堆沤。
封严一天后,还要在料堆上添加石灰水,破坏它的表面蜡质层和木质纤维素,让它尽快分解。
另外,石灰水还可以用来调节料堆的酸碱度。
甲烷菌最适应的酸碱度是7。
秸秆利用加工产品
秸秆利用加工产品生物质颗粒机能将农林加工的废弃物如木屑、秸秆、稻壳、树皮等生物质为原料,通过预处理与加工,将其固化成形为高密度的颗粒燃料,是替代煤油的理想燃料,既能节约能源又能减少排放,具有良好的经济效益与社会效益。
是一种高效、洁净的可再生能源。
性能特点1、秸杆燃料(即生物燃料)是利用农作物的玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物为原料,通过粉碎、加压、增密、成型,成为小棒状固体颗粒燃料。
颗粒燃料是在常温条件下利用压辊与环模对木屑、秸秆等原料进行挤压而制成的。
原料的密度通常为130kg/m3 左右,成型后的颗粒密度大于1100kg/m3 ,输送、储存极为方便,同时,其燃烧性能大为改善。
2、工艺流程为原料收集→原料粉碎→原料烘干→械制粒成型→装袋销售根据农作物的收获期不一致,要及时大量储存原料,随后粉碎、成型。
成型时注意不要随即装袋,因热涨冷缩的原理待冷却40分钟后,再装袋运输。
3、秸杆燃料的特点成型后的颗粒燃料,比重大,体积小,耐燃烧,便于储存与运输。
成型后的体积是原料体积的1/30~40,比重是原料的10~15倍(密度为:0.8-1.4)热值可达3400~6000大卡,是高挥发酚的固体燃料。
4、秸杆燃料的用途秸杆成型后的颗粒燃料是一种新型的生物能源,它可代替木柴、原煤、燃油、液化气等,广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电厂等。
工作原理平模颗粒机型使用皮带及蜗轮蜗杆两级传动,转动平稳、噪声低、喂料依靠物料自身的重力,避免堵塞、主轴的转速约为60rpm,压辊的线速度约为2.5m/s,可有效去除物料中的气体,增加了产品的紧密程度。
由于线速度较低,同时降低了运行时产生的噪声与零部件的磨损、可生产高脂肪、高糖蜜的产品压辊轴承有持久润滑与特殊密封,可防止制粒过程中润滑剂污染物料与减少润滑剂的缺失、本机型备有φ12-30mm之间多种孔径与压缩比的平模可供选择、用户可根据不一致需要选择不一致孔径与压缩比的平模,获得最佳的技术与经济效益。
添加剂对秸秆成型燃料燃烧特性的影响
添加剂对秸秆成型燃料燃烧特性的影响摘要:生物质成型燃料作为生物质能源的主要利用方式,优化其燃烧性能具有重要意义。
在秸秆成型燃料中添加CaO、Ca(OH)2、SiO2、Al2O3、尿素、粉煤灰等常见添加剂,研究了其对SO2、NOx释放规律的影响。
研究表明:提高钙硫比且降低含水量,能够降低SO2、NOx释放量。
Al2O3的催化助燃作用增加了SO2、NOx 的释放,粉煤灰与秸秆熔融烧结增强了异相脱硝。
添加SiO2的成型燃料促进了钙硅酸盐复合物的生成,从而减少SO2的释放。
通过分析不同SiO2添加量时的燃烧情况发现,添加量5%时,脱硫脱硝效果最好。
在成型燃料燃烧15s后添加尿素,尿素高温热解产生的还原性气体能够与SO2、NOx反应从而减少硫、氮氧化物的释放。
温度升高促进熔融反应和异相脱硝反应,阻碍了焦炭中N的燃烧使NOx释放量大幅降低。
生物质能源是指绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能并贮存在生物质中的能源,是一种具有巨大发展潜力的可再生能源。
生物质成型燃料是指将分散的、不规则的生物质原料通过机械加压方法制备成具有固定形状的高密度固体燃料,是生物质能源利用的重要途径,具有热效率高、燃烧性能好、污染物排放少等优点[1-3]。
随着环保要求日益提高,许多学者针对生物质成型燃料的清洁高效燃烧进行了多方面研究。
在成型燃料中添加添加剂是一种操作简单、适用性强且效果明显的方法。
Wang等[4]研究发现在550℃下玉米秸秆成型燃料的能量密度最高,添加Ca(H2PO4)2可以增加炭保留和稳定性,从而改善燃烧性能,而添加NH4H2PO4延缓了燃烧过程,降低了燃烧性能。
Wongwuttanasatian等[5]在稻壳中添加糖蜜和甘油混合制备成型燃料,并进行燃烧实验,发现添加30%甘油能够提高23.8%的燃烧温度,同时高甘油含量缩短了预热阶段的燃烧时间,但是增加了NOx和丙烯醛气体的释放。
王淮东等[6]研究了玉米秸秆成型燃料燃烧,发现温度升高、燃料层厚度增加都会导致结渣率的增加。
秸杆生物燃料可行性分析报告
秸杆生物燃料可行性分析报告秸杆生物燃料可行性分析报告发布人:宇光铸造厂发布时间:2009-01-05一、生物燃料的原料来源加工工艺、特点及用途1、秸杆燃料(即生物燃料)是利用农作物的玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物为原料,经过粉碎、加压、增密、成型,成为小棒状固体颗粒燃料。
2、工艺流程:原料收集→原料粉碎→机械制粒成型→装袋销售根据农作物的收获期不同,要及时大量储存原料,随后粉碎、成型。
成型时注意不要随即装袋,因热涨冷缩的原理待冷却40分钟后,再装袋运输。
3、秸杆燃料的特点成型后的颗粒燃料,比重大,体积小,耐燃烧,便于储存和运输。
成型后的体积是原料体积的1/30~40,比重是原料的10~15倍(密度为:0.8-1.4)热值可达3400~6000大卡,是高挥发酚的固体燃料。
4、秸杆燃料的用途秸杆成型后的颗粒燃料是一种新型的生物能源,它可代替木柴、原煤、燃油、液化气等,广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电厂等。
二、秸杆燃料的市场前景及效益胡锦涛总书记明确指出:加强可再生能源的开发利用是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会可持续发展的必由之路。
根据国家大力倡导和支持生物质能源的开发和利用,积极发展现代农业,推进社会主义新农村建设的指示精神,加工生产“秸杆燃料”的投资者,无须办理营业执照,无须交纳任何税收及管理费用,地方政府还有对生产加工者免费提供生产场地,减少收费,并提供资金支持和经济补贴等相关优惠政策,减少投资负担,让投资者获取更大的经济效益。
秸秆燃料是一种新型的生物质再生能源,原料到处可取,加工成本低,利润空间大,用户可在田间地头,变废为宝,增加收入。
可喜的是该项目是环保节能利国利民的好项目。
用户可一次投资,终身受益,具有长期稳定的经济收入保证。
秸秆燃料成型加工的成本与利润核算按日产10吨计算。
1、秸秆原料收购价(最高估算)100元/吨2、粉碎成本(玉米杆)粉碎动力5.5KW×0.8元/度=4.4元/吨3、成型加工成本,动力22KW×0.8元/度=17.6元/吨4、需工人共5人×40元/人=200元÷10吨=20元/吨总成本:100元+4.4元+17.6元+20元=142元/吨(成本)5、利润:市场最低售价350元-142元=208元6、日产10吨×208=2080元/日获利若一年按10个月计算: 3000吨×208元/吨=624000元,即年可获利624000元。
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秸秆燃料的特点
“秸秆燃料”是指以农村固体废弃物为原料,经粉碎加压增密或成型的固体燃料,其密度为0.8-1.4g/cm3 , 一般热值在3200-4500大卡之间,灰份为5%左右,含硫量在5‟以下,是高挥发性的固体燃料,燃料率达95%以上。
燃尽的灰份可做为优质的钾肥直接还田改良土壤。
秸秆燃料成型机是我公司独家设计、生产的由变速系统、压辊、压块工作部件、进料器、机架等部件组成的成套设备。
秸秆燃料具有以下特点:
∙特点一:
1、环保节能:以农村的玉米秸秆、小麦秸秆、棉秆、稻草、稻壳、树技、花生壳、玉米芯等废弃物为原料。
2、比重大,燃烧时间长:秸秆经粉碎加工压增密成型,密度加大。
成型产品的体积公相当于原秸秆的1/30。
大大延长了秸秆燃烧时间,是同重量秸秆的10-15倍。
3、热值高:秸秆燃料是在高温挤压下不完全碳化的过程中成开型的。
成型产品比原秸秆的热值提高500-1000大卡。
4、体积缩小便于燃烧、贮存和运输。
5、应用范围广,可以代替木柴、液化气等,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉……,是国内新型的环保清洁可再生能源。
∙特点二:生产加工程序
将超过600mm的物料用草机切割或用粉碎机进行粉碎,其物料粒长度和含水量均在规定范围内;与上料机(皮带传送机)或人工将物料均匀送到成型机上方料口内,进行压制即是成品。
从原料来源到燃料使用的流程为:物料回收→粉碎→上料→压制成型→输出冷却→运输→民用、小型锅炉、生物质发电厂。
特点三:固体压块成型原理
JBM系列秸秆燃料成型机,采用平模块状与压轮之间挤压力和模孔摩擦力相互作用原理,使物料获得成型。
物料在加工过程中无需加入任何添加剂或粘结剂。
秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素,其木质素是物料中的结构单体,属于苯丙烷型的高分子化合物。
具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。
木质素属非晶体在常温下主要分布不溶于任何溶剂,没有熔点,但有软化点。
当温度达到一定时,木质素软化粘结力增加,并在一定压力作用下,使其纤维素分子团错位、变形、延展,内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接,重新组合压制成型。