生物质燃料燃烧的特性与应用
生物质燃烧与气化的特性研究
生物质燃烧与气化的特性研究生物质是指来自植物、动物等生物的有机物质,如木材、稻草、秸秆、麻棕等。
生物质资源丰富,是可再生能源的主要来源之一。
研究生物质燃烧与气化的特性,对于利用生物质资源进行能源化利用、减少化石能源的使用、降低燃烧排放物的产生等具有十分重要的意义。
1. 生物质燃烧的特性生物质燃烧是指将生物质燃料在氧气存在下进行燃烧反应,释放出能量的过程。
生物质燃烧的基本反应式为:生物质 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量。
生物质燃烧的特性主要包括:热值、燃烧过程、燃烧产物等。
(1)热值。
生物质燃料的热值是指燃烧单位质量生物质所释放出的能量,通常用单位重量(kg或g)的生物质所产生的热能(MJ/kg或kJ/g)表示。
生物质燃料的热值较低,燃烧时需要大量的空气才能达到理论燃烧。
(2)燃烧过程。
生物质燃烧的过程受到许多因素的影响,如燃烧空气比、燃料质量、燃料湿度等。
在不同的燃烧环境下,生物质燃料的燃烧速率和燃料消耗率也会发生变化。
(3)燃烧产物。
生物质燃烧过程中会产生多种气态和固态产物,其中包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物等。
这些燃烧产物对于环境和人体健康都有着一定的影响,因此需要对生物质燃烧产物进行有效的监测和控制。
2. 生物质气化的特性生物质气化是指将生物质燃料在氧气缺乏的情况下进行燃烧反应,生成气体燃料的过程。
生物质气化的基本反应式为:生物质 + 气化剂→ 一氧化碳 + 氢气 + 二氧化碳 + 热能。
生物质气化的特性主要包括:气化产物、气化速率、产物热值等。
(1)气化产物。
生物质气化过程中会产生一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等气体,其中一氧化碳和氢气是主要的可燃气体成分。
(2)气化速率。
生物质气化的速率受到气化温度、气化剂、燃料质量等多种因素的影响。
通常情况下,生物质气化的速率较燃烧速率慢,需要一定的时间才能完全气化。
(3)产物热值。
生物质气化产生的气体燃料具有较高的热值,可以作为热能和动力能源的供应。
生物质燃料特性指标
生物质燃料特性指标生物质燃料是一种可再生能源,通过生物质资源(包括植物、农作物残渣、木材等生物质材料)的利用和转化而得到的燃料。
与传统化石燃料相比,生物质燃料具有一些独特的特性指标。
本文将对生物质燃料的独特特性指标进行详细介绍。
首先,生物质燃料具有可再生性。
生物质燃料是通过植物的光合作用过程中吸收到的大气中的二氧化碳,经过一系列的转化过程制得。
与传统的化石燃料相比,生物质燃料可以通过植物的种植和生长再次得到,因而具有可再生性。
这种可再生性使得生物质燃料成为一种环保的能源选择,有助于减少对化石燃料的依赖。
其次,生物质燃料具有低碳排放的特性。
生物质燃料的主要成分是碳水化合物,其中包含的碳元素是通过植物从大气中吸收的二氧化碳转化而来。
因此,在生物质燃料的燃烧过程中,释放出的二氧化碳是之前植物吸收的二氧化碳的放出,不会增加二氧化碳的总量,也不会对全球气候造成进一步的影响,具有低碳排放的特性。
另外,生物质燃料还具有较高的热值。
生物质燃料中的碳水化合物是有机物,其分子结构中蕴含的化学能量较高,因此生物质燃料的热值较高。
这使得生物质燃料在能源利用效率方面表现出优势,可以提供较高的能量输出。
最后,生物质燃料也具有较多的副产品和附加价值。
生物质燃料的制备过程中会产生一些副产品,例如木炭、液态有机肥料等。
这些副产品可以进行二次利用,提高生物质资源的综合利用效率。
同时,生物质燃料还能够改善土壤质量、减少农作物残渣的污染等,具有较高的附加价值。
综上所述,生物质燃料具有可再生性、低碳排放、广泛适用性、较高热值和丰富副产品等独特特性指标。
在现代能源转型和应对气候变化的背景下,生物质燃料作为一种环保、可持续的能源选择,具有广阔的发展前景。
然而,生物质燃料的生产和利用仍面临着一些挑战,如原料供应可持续性、燃烧效率提升等,需要进一步加强科研和工程技术的研发和应用。
生物柴油 生物质
生物柴油生物质生物柴油是一种由生物质转化而成的燃料,它具有环保、可再生和可降解的特点,正逐渐成为替代传统石油燃料的重要选择。
生物质是指由植物、动物、微生物等生物体的残体、排泄物和代谢物等形成的可再生有机物质。
生物质资源广泛,包括农作物秸秆、木材废料、食品加工废弃物、动物粪便等。
利用生物质资源生产生物柴油可以有效减少对化石能源的依赖,降低温室气体排放,具有重要的经济和环境意义。
生物柴油的制备过程主要包括生物质的预处理、转化和精制。
首先,生物质经过物理、化学或生物等方法进行预处理,去除杂质和水分,提高生物质的可转化性。
然后,经过转化反应将生物质中的有机物转化为生物柴油。
最后,通过精制过程去除杂质和不纯物,得到纯净的生物柴油。
生物柴油与传统石油燃料相比,具有多个优势。
首先,生物柴油是可再生能源,可以通过种植更多的生物质来获得原料,不会像石油一样会耗尽。
其次,生物柴油的燃烧产生的二氧化碳和温室气体排放量较低,对环境的影响更小。
再次,生物柴油的生产过程中不需要高温和高压,节能环保。
此外,生物柴油还具有良好的润滑性能和清洁燃烧特性,可以延长机械设备的使用寿命。
然而,生物柴油也存在一些挑战和限制。
首先,生物柴油的生产成本较高,与传统石油燃料相比较为昂贵。
其次,生物柴油的储存和运输需要特殊设备和措施,增加了生产和使用的复杂度。
此外,生物柴油的燃烧特性和稳定性相对较差,需要进行技术改进和研发。
为了推广生物柴油的应用,需要采取一系列的政策和措施。
首先,政府可以出台相关的法规和标准,规范生物柴油的生产和使用。
其次,可以给予生物柴油生产者一定的财政补贴和税收优惠,降低生产成本。
另外,可以加强对生物柴油技术的研发和创新,提高生物柴油的质量和性能。
此外,可以加强生物柴油的宣传和推广,增加公众对生物柴油的认知和接受度。
总的来说,生物柴油作为一种可再生、环保的燃料,具有广阔的应用前景。
通过合理利用生物质资源,可以生产出高质量的生物柴油,减少对石油的依赖,降低温室气体排放,实现可持续发展。
生物质颗粒燃料用途
生物质颗粒燃料用途
生物质颗粒燃料是一种由可再生有机物质如木材、农作物残渣、废纸等经过加工压制而成的固体燃料。
它具有低碳排放、可再生、环保等优点,因此被广泛应用于不同领域。
以下是生物质颗粒燃料的主要用途:
1. 取暖供热:生物质颗粒燃料可以用于取暖锅炉、蒸汽发生器和热风炉等设备中,为家庭、办公楼、工厂等提供供暖和热水。
2. 发电:生物质颗粒燃料可以用于发电厂的锅炉中,通过燃烧产生蒸汽驱动涡轮发电机,从而产生电力。
3. 工业热能:生物质颗粒燃料可以替代传统的煤炭和天然气,在工业生产中用于烘干、煮沸、烧结等过程中提供热能。
4. 厨房燃料:生物质颗粒燃料可以被用作厨房的燃料,替代传统的木柴或煤炭,用于烹饪和加热。
5. 燃气发动机:生物质颗粒燃料也可以用于燃气发动机中,例如汽车、发电机组等,为其提供动力。
总的来说,生物质颗粒燃料可以广泛应用于能源供应领域,用于取暖、发电、工业热能以及替代传统燃料。
它既可减少对化石燃料的依赖,又能降低碳排放,是一种可持续发展的能源替代品。
生物质燃料的燃烧特性
生物质燃料的燃烧特性目前,生物质最主要的利用方式就是生物质燃烧。
研究生物质燃料的组成成分,了解其燃烧特点,有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。
从刘建禹、翟国勋等[20]对生物质燃料特性的研究可以发现,生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异。
从化学的角度上看,生物质属于碳氢化合物,含固定碳少。
生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于褐煤中的含碳量。
因此,生物质燃料不抗烧,热值较低;若生物质燃料中含氢量变多,挥发分就明显增多。
生物质燃料中的碳元素多数和氢元素结合成小分子的碳氢化合物,燃烧需要长时间的干燥,在一定的温度下热分解而析出挥发物。
所以,生物质燃料易被引燃,燃烧初期,烟气量较大;生物质燃料含氧量明显地多于煤炭,它使得生物质燃料热值低,但易于引燃;生物质燃料的密度小于煤炭,其质地较疏松,特别是农作物秸杆和一些粪类,因此生物质燃料易于燃烧和燃尽,但其热值较低,发热量小,灰烬中残留的焦碳量少于燃烧煤炭;生物质燃烧排放烟气中硫氧化物和氮氧化物含量较少,故对环境的污染将小于燃烧煤炭等化石燃料,燃烧时无需设置控制气体污染装置,从而降低了成本,这也是生物质优于化石燃料的一方面[22]。
生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的燃烧和残余焦炭的燃。
本文有宇龙机械整理。
4烧,其主要燃烧过程的特点是[23]:(1)生物质水分含量较多,燃烧需要较长时间的干燥,产生的烟气量较大,排烟造成热损失较高;(2)生物质燃料的密度较小,结构比较疏松,燃烧时受风面积大,较易造成悬浮燃烧,容易产生一些黑絮;(3)由于生物质热值低,发热量小,在锅炉内比较难以稳定的燃烧;(4)由于生物质挥发份含量高,燃料着火温度较低,一般在250℃ ~350℃温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧,此时若空气供应量不足,将会增大燃料的化学不完全燃烧损失;(5)挥发份析出燃尽后,受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响,焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃尽困难,如不采取适当的必要措施,将会导致灰烬中残留较多的余碳,增大机械不完全燃烧损失。
生物质燃料特性简介
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。
生物质颗粒燃烧特性分析及其对环境的影响
生物质颗粒燃烧特性分析及其对环境的影响一、简介生物质是一种可再生的能源资源,其生物质颗粒燃烧技术已成为发达国家替代化石能源的主要手段之一。
本文旨在探究生物质颗粒燃烧特性以及其对环境的影响。
二、生物质颗粒燃烧特性1. 燃烧过程生物质颗粒燃烧过程主要包括三个阶段:干燥失重阶段、挥发分解阶段和燃烧灰化阶段。
干燥失重阶段发生在60℃以内,颗粒中水分逐渐蒸发,颗粒开始变得疏松。
挥发分解阶段发生在200℃~400℃之间,颗粒中的挥发性成分开始分解释放出来,此时燃烧的主要能源来源是挥发性有机物。
燃烧灰化阶段发生在400℃之上,颗粒中的无机成分开始熔化,同时燃烧的主要能源来源转为固定碳。
2. 燃烧特性生物质颗粒的燃烧特性与物种、颗粒尺寸、密度、水分、灰分、挥发分等因素有关。
研究表明,生物质颗粒的燃烧温度一般在650℃左右,其燃烧速率较慢,热值较低,产生的灰分多为活性灰。
而以木质为原料的生物质颗粒燃烧温度一般比以秸秆为原料的要高,且燃烧速率和热值也较高。
三、生物质颗粒燃烧对环境的影响1. 大气污染生物质颗粒燃烧会排放氧化物、烟雾、二氧化碳等气体,这些污染物对大气环境具有一定的影响。
其中,氧化物污染物具有致癌性和臭氧生成剂的作用,会引起人类及动物呼吸系统损害;烟雾会对环境产生视觉上的污染;二氧化碳是一种温室气体,其排放会加速全球气候变暖进程。
2. 土壤肥力生物质颗粒燃烧产生的灰分中含有丰富的钾、钙、镁、磷等植物所必需的养分元素,这些营养元素可以为土壤提供丰富的养分,有利于植物生长。
此外,灰分中的钾离子还可以起到抑菌作用,有利于土壤微生物的生长繁殖。
3. 水环境生物质颗粒燃烧后,灰分和未完全燃烧的碳质物质都会被排放到大气中,部分灰分和未燃烧的物质也会随着降雨被冲刷入水体中,对水环境产生一定的污染。
此外,生物质颗粒燃烧排放的氮氧化物、磷等溶解物质也会致使水体富营养化。
四、生物质颗粒燃烧技术发展前景随着能源需求的不断增加和化石能源资源的日益枯竭,生物质颗粒燃烧技术具有广阔的发展前景。
生物质能与生物燃料
生物燃料对环境的影响
有益于土壤健康
农业废弃物等生物质来源可以改善土壤结构,增加土壤有机质含量,提高土壤肥 力,从而有利于农业的可持续发展。
促进生态平衡
合理利用农业废弃物等生物质资源可以减少垃圾处理负担,同时减少对化石燃料 的依赖,有助于维护生态平衡和保护生物多样性。
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生物质能与能源安全
能源安全现状
生物燃料产业政策支持力度加大
许多国家和地区出台了支持生物燃料产业发展的政策,包括税收优 惠、补贴等,以促进生物燃料产业的发展。
生物燃料产业的未来发展前景
技术创新推动产业发展
未来生物燃料产业的发展将更加依赖于技术创新,包括提 高转化效率、降低生产成本等方面,技术创新将为产业发 展提供更多机会和空间。
2
生物柴油的燃烧性能和稳定性较好,能够过程中产生的副产品可用于生产 肥料、饲料等,具有较高的经济价值。
生物乙醇
生物乙醇是一种由淀粉或糖类经过发酵制成的可再生能源,具有环保、可降解等优 点。
生物乙醇的燃烧性能和稳定性较好,能够与化石燃料混合使用,也可以单独作为燃 料使用。
生物乙醇的生产过程中产生的副产品可用于生产饲料、肥料等,具有较高的经济价 值。
生物燃气
生物燃气是一种由有机废弃物 经过厌氧发酵制成的可再生能 源,具有环保、可降解等优点 。
生物燃气的热值较高,能够直 接作为燃料使用,也可以用于 发电、供热等领域。
生物燃气的生产过程中产生的 副产品可用于生产肥料、饲料 等,具有较高的经济价值。
利用动植物油脂为原料,通过酯交换 等技术,制备出可替代化石柴油的生 物柴油。
生物质炭
将生物质经过炭化处理,制备出具有 高比表面积和高吸附性能的生物质炭 ,可用于环保领域。
生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放影响分析生物质颗粒燃料作为一种可再生能源,在近年来受到越来越多的关注。
它被广泛应用于各种领域,其中包括作为锅炉燃料。
生物质颗粒燃料能够替代传统的化石燃料,减少对环境的危害,同时有助于减少温室气体排放。
然而,在实际应用中,生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放的影响是一个复杂的问题,需要深入研究和分析。
一、生物质颗粒燃料的氧化特性生物质颗粒燃料主要由木质纤维、废弃农作物秸秆、果壳等天然有机物制成。
这些原料经过一系列的处理和成型工艺后,形成了均匀的颗粒状燃料。
在燃烧过程中,生物质颗粒燃料会释放出大量的热能,经过化学反应会产生水蒸气、二氧化碳等气体。
根据生物质颗粒燃料的物理和化学性质,可以预测其在锅炉中的氧化特性。
生物质颗粒燃料通常具有较高的挥发分含量和低灰含量,这些特性使其在燃烧时释放的热量较高同时产生的灰渣较少。
二、生物质颗粒燃料对污染物排放的影响生物质颗粒燃料作为一种清洁能源,相比传统的煤炭燃料,在燃烧过程中产生的污染物排放更少。
生物质颗粒燃料燃烧后主要产生的污染物包括颗粒物、氮氧化物和二氧化硫。
其中,颗粒物是已知的对环境和人体健康影响最大的一类污染物,其排放量直接关系到大气污染程度。
生物质颗粒燃料的燃烧过程相对煤炭而言,颗粒物的排放量要低得多,这在一定程度上减少了大气污染的程度。
三、生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性对污染物排放的影响生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性直接影响着污染物的排放。
由于生物质颗粒燃料具有较高的挥发分含量,其在燃烧过程中会产生大量的挥发性有机物。
这些有机物在高温条件下易发生燃烧,释放出大量的热能。
然而,有机物的燃烧过程也会产生一些有害气体,如一氧化碳等。
因此,在设计和运行生物质颗粒燃料锅炉时,需要对氧化过程进行合理控制,以降低有机物的排放量,减少对环境的污染。
四、生物质颗粒燃料锅炉燃烧过程中的优化措施为了最大限度地减少生物质颗粒燃料在锅炉中燃烧过程中的污染物排放,需要采取一系列的优化措施。
不同种类植物在生物质燃烧过程中的特性分析
不同种类植物在生物质燃烧过程中的特性分析一、植物生物质燃烧过程分析植物生物质燃烧过程是指植物在空气中受热分解产生气体和碳残渣的过程。
在生物质能源利用方面,了解不同植物种类在生物质燃烧过程中的特性十分重要。
本文将对不同植物种类的生物质燃烧过程特性进行分析。
二、木材的生物质燃烧特性木材是最常见的生物质燃料,其生物质燃烧特性研究已经比较深入。
木材主要成分为纤维素、木质素和半纤维素。
在燃烧过程中,木材的纤维素和半纤维素首先被分解,放出一些有机气体和水蒸气,同时残留下来的固体部分在氧气的作用下进行热分解,形成炭化物质。
木材的生物质燃烧过程中主要特性有以下几点:1. 化学反应:木材燃烧过程中,木质素和半纤维素通过炭化反应形成炭;2. 质量损失:木材在燃烧过程中,其质量会发生极大的损失,主要是由于挥发分的放出;3. 热效应:燃烧过程中放热量会大大高于吸热量,故木材燃烧是放热反应;4. 气态产物:燃烧过程中主要释放出CO2、CO、H2O和一些揮發性有机物质;5. 残炭形态:由于木材成分中木质素的比例较高,木材的残炭形态呈现出多孔状。
三、秸秆的生物质燃烧特性秸秆是农田废物中重要的一种,其主要成分为木质素、纤维素、半纤维素以及小量的化合物和无机盐。
秸秆的生物质燃烧特性研究对深入推进农村能源结构调整和资源化利用十分重要。
秸秆的生物质燃烧过程中主要特性如下:1. 化学反应:秸秆燃烧过程中,木质素、纤维素和半纤维素首先发生燃烧,挥发分也开始放出,并且会与氧气反应;2. 质量损失:秸秆的燃烧会产生大量的挥发分子,导致秸秆的质量发生极大的损失;3. 热效应:秸秆的燃烧途中会大量释放热量;4. 气态产物:秸秆的燃烧过程中主要释放出CO2、CO、H2O等气态产物和一些揮發性有机物质;5. 残炭形态:由于秸秆成分中紙态素比例较高,秸秆的残炭形态呈现呈块状。
四、芦苇的生物质燃烧特性芦苇是一种广泛分布的高等植物,在水网国内被广泛利用,其应用前景广泛。
生物质颗粒燃料在锅炉中的氮氧化物排放特性及其对环境影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的氮氧化物排放特性及其对环境影响分析生物质颗粒燃料是一种能源替代产品,具有可再生、环保等优点,在工业和生活中被广泛应用。
然而,随着其在锅炉中的使用增多,生物质颗粒燃料燃烧所产生的氮氧化物排放成为环境保护和空气质量管理的重要问题。
本文将对生物质颗粒燃料燃烧过程中产生的氮氧化物排放特性及其对环境的影响进行深入分析。
一、生物质颗粒燃料燃烧过程中氮氧化物排放特性1.1 生物质颗粒燃料的氮氧化物形成机理生物质颗粒燃料主要包括木屑、秸秆、玉米秸秆等,含有丰富的氮元素。
在燃烧过程中,生物质颗粒燃料中的氮元素主要以有机形式存在,当受热分解时释放为氨气。
氨气与氧气在高温条件下发生氧化反应,生成一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
此外,生物质颗粒燃料中的硫元素在燃烧过程中也可能与氮氧化物发生复杂的化学反应,生成硫酸雾气等有害气体。
1.2 影响氮氧化物排放的因素生物质颗粒燃料燃烧过程中氮氧化物排放受多种因素影响,包括燃料的品质、燃烧方式、燃烧温度、气流分布等。
其中,燃料的氮含量是影响氮氧化物排放的重要因素,氮含量较高的生物质颗粒燃料燃烧后排放的氮氧化物含量也较高。
此外,燃烧方式也对氮氧化物排放产生重要影响,流化床燃烧等技术可以有效降低氮氧化物排放。
1.3 氮氧化物排放特性的研究方法为了准确评估生物质颗粒燃料燃烧过程中氮氧化物排放的特性,研究人员通常采用实验室模拟实验、现场监测和数值模拟等方法。
通过对燃烧过程中氮氧化物浓度、排放速率等参数的监测和分析,可以揭示氮氧化物的生成机理和排放规律,为降低氮氧化物排放提供科学依据。
二、生物质颗粒燃料燃烧对环境的影响2.1 氮氧化物对大气环境的影响氮氧化物是大气污染物的重要组成部分,对空气质量和人体健康造成严重影响。
一氧化氮和二氧化氮通过光化学反应等途径形成臭氧和细颗粒物,导致雾霾等环境问题。
此外,氮氧化物还参与大气氮循环,对生态系统产生影响,如导致土壤酸化等现象。
生物质燃料的燃烧特性和排放控制
生物质燃料的燃烧特性和排放控制随着环保意识的不断加强和对化石能源的不断限制,生物质燃料作为一种清洁能源,在各个领域的应用逐渐增加。
从全球范围来看,生物质燃料已经成为了非常重要的替代能源之一,被广泛用于发电、供热、交通运输等领域,并且不断推动了生物质燃料技术的不断发展。
但是,随着生物质燃料的大规模应用,对生物质燃料的燃烧特性和排放控制问题也越来越引起人们的关注。
本文就结合相关研究,分析了生物质燃料的燃烧特性和排放控制的相关问题。
生物质燃料的燃烧特性生物质燃料是指在自然界中可再生的有机物,主要包括生物质固体颗粒、生物质油和生物质气体。
相对于传统的化石燃料,生物质燃料具有碳中和、易获得、无需输送、无二次污染等优点。
但是,生物质燃料本身也存在一些缺点,如能量密度低、组分及性质的多样性、易腐败和贮存不易等问题。
为了实现生物质燃料的有效燃烧利用,必须深入了解其燃烧特性。
生物质燃料的燃烧过程包括两个阶段:初期燃烧和主要燃烧。
初期燃烧是指生物质燃料在接触到氧气后,挥发分和一些易燃气体先燃烧,并释放出大量挥发分、烟雾和热量。
初期燃烧的特点是温度低、火焰不稳定、产生大量的不完全燃烧产物和颗粒物。
主要燃烧是指生物质燃料中的固体和液体成分在较高温度下充分燃烧,释放大量热量,维持持续的燃烧过程。
主要燃烧的特点是温度高、火焰稳定、完全燃烧产生的废气相对较少。
燃烧过程中,由于各种因素影响,生物质燃料的燃烧特性会发生改变,形成一些不同的燃烧特征。
例如,生物质燃料的含水率、大小和形状等因素会影响其燃烧温度和火焰形态;生物质燃料的种类和化学成分影响其燃烧产物和副产物的种类和量;燃料和空气混合比例会影响燃料燃烧的完全程度及产生的氧化物排放。
排放控制在生物质燃料燃烧过程中,排放物是无法避免的,每种类型的排放物的出现都有其特定的因素。
主要有以下三种排放物:一氧化碳(CO)、一氧化氮(NOx)和有机物(VOCs)。
一氧化碳是生物质燃料燃烧中一种常见的主要有毒有害气体。
生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性及其对环境影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性及其对环境影响分析1. 生物质颗粒燃料作为一种可再生能源,在近年来受到了越来越多的关注和应用。
在工业生产和生活供暖中,生物质颗粒燃料可以替代传统煤炭等化石燃料,减少对环境的污染,降低温室气体排放,具有重要的意义。
2. 然而,随着生物质颗粒燃料的使用增多,其在锅炉中会产生大量的灰渣。
这些灰渣不但会影响锅炉的燃烧效率和运行稳定性,还可能对环境造成一定的影响。
因此,对生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性及其对环境影响进行深入分析至关重要。
3. 首先,生物质颗粒燃料在锅炉燃烧过程中会产生不同种类的灰渣,包括飞灰和底灰。
飞灰主要是在燃烧室内产生,而底灰则主要是在燃烧床底部生成。
这些灰渣不仅会降低锅炉的燃烧效率,还会增加清灰次数,影响锅炉的正常运行。
4. 其次,生物质颗粒燃料中所含的灰分和其他杂质会在燃烧过程中生成灰渣,其中可能包含有毒有害物质。
这些有害物质的排放会对环境和人体健康造成负面影响,需要引起高度重视。
5. 此外,生物质颗粒燃料在锅炉中燃烧产生的灰渣也对固体废弃物的处理和利用提出了新的挑战。
如何有效地处理和利用这些灰渣,对于实现循环经济和减少资源浪费具有重要意义。
6. 在分析生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性时,需要考虑到生物质颗粒燃料的种类、含水率、灰分含量等因素。
不同种类的生物质颗粒燃料产生的灰渣特性可能存在差异,这对于灰渣的处理和利用提出了不同的要求。
7. 此外,生物质颗粒燃料在不同类型的锅炉中燃烧产生的灰渣特性也可能存在差异。
对于不同类型的锅炉,需要采取不同的措施来处理和利用生物质颗粒燃料产生的灰渣,确保其对环境的影响最小化。
8. 在对生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性进行分析的基础上,有必要进一步研究灰渣对环境的影响,特别是对大气和水质的影响。
通过深入研究,可以为减少生物质颗粒燃料燃烧产生的灰渣对环境的负面影响提供科学依据。
9. 总的来说,生物质颗粒燃料在锅炉中的灰渣特性及其对环境影响是一个复杂而重要的问题。
生物质颗粒燃料特性分析
生物质颗粒燃料特性分析生物质颗粒燃料的生产通常包括颗粒燃料的制备和粒度控制两个主要过程。
制备过程一般包括原料的粉碎,混合,成型以及热压等步骤。
粒度控制是通过对颗粒燃料的筛分和干燥等过程来实现的。
颗粒燃料通常具有均匀的形状和尺寸,这有利于其储存、运输和燃烧过程。
生物质颗粒燃料的组成主要包括纤维素、半纤维素、木质素和灰分等成分。
其中纤维素是最主要的组分,占颗粒燃料总质量的40%-50%,其为生物质颗粒燃料提供了较高的热值。
半纤维素是次要组分,占颗粒燃料总质量的15%-30%,其含有丰富的可分解的碳水化合物。
木质素是颗粒燃料中的非常重要的组分,它主要来自于木质部,可提供颗粒燃料的结构稳定性和燃烧特性。
灰分是生物质颗粒燃料中的无机组分,主要由可燃物中的无机元素组成,会对颗粒燃料的燃烧特性产生影响。
生物质颗粒燃料的物理特性主要包括颗粒燃料的外观形状、颗粒密度、颗粒大小和颗粒含水率等。
颗粒燃料通常呈圆柱形或球形,直径一般在6-10毫米之间。
颗粒密度通常在0.6-0.8吨/立方米之间,取决于原料的压实程度。
颗粒大小的分布范围通常在1-10毫米之间,其中较大的颗粒限制了颗粒燃料的颗粒流动性。
颗粒燃料的含水率对燃烧过程有重要影响,一般应控制在8%-12%的范围内。
生物质颗粒燃料的化学特性主要包括颗粒燃料的元素含量、挥发分含量和固定碳含量等。
元素含量主要包括碳、氢、氧、氮、硫等元素。
其中碳和氧是生物质颗粒燃料最主要的元素,其含量决定了颗粒燃料的热值。
挥发分含量是指在加热过程中能够挥发出来的有机物质。
颗粒燃料的挥发分含量决定了其可燃性和燃烧特性。
固定碳含量是指在加热过程中不挥发的有机物质,其含量较高可以提高颗粒燃料的燃烧效率。
生物质颗粒燃料的燃烧特性主要包括燃烧温度、燃烧速率和灰分特性等。
颗粒燃料的燃烧温度通常在700-900摄氏度之间,与颗粒燃料的含水率、挥发分含量和固定碳含量等因素有关。
颗粒燃料的燃烧速率决定了颗粒燃料的燃烧效率和能量利用率。
生物质热解及其燃烧特性研究
生物质热解及其燃烧特性研究生物质热解是指将生物质输送至高温条件下加热,使得生物质的化学结构发生变化而产生可燃气体或液体燃料的过程。
生物质热解能够将大量的废弃生物质转变为有用能源,具备环保和可持续等优势,因此备受研究者的关注。
一、生物质热解原理生物质热解的原理是将生物质在缺氧或低氧气氛下加热,使得生物质的主要组分纤维素、半纤维素和木质素发生裂解以及氧化作用,生成液体燃料和气体燃料。
其中,主要有三个阶段:干燥、热解和气化。
在干燥阶段中,生物质中的水份被蒸发并且开始加热;在热解阶段中,生物质发生化学反应,产生液体、气体和固体的产物;在气化阶段中,热解产生的气体燃料被加热,产生更高能量的气体燃料或者燃料油。
二、生物质热解的适用范围生物质热解适用于各种类型的生物质,包括植物、动物残体、农作物残留物、废弃纸张、木材废料等等。
但由于不同类型的生物质性质不同,因此需要对生物质进行预处理,以增加生物质的易热解性。
例如,对于木材废料,可以通过切割、研磨或者漂白等处理方法提高其易热解性。
此外,不同类型的生物质还需要进行不同的加工和处理过程,以达到最佳的热解效果。
三、热解产物的分析热解产物主要包括气体燃料、液体燃料和固体炭块。
其中,气体燃料是最主要的产物,包括一氧化碳、氢气、甲烷等等。
液体燃料主要由碳氢氧化合物构成,例如醇类、酮类和酯类等等。
固体炭块是由生物质中的纤维素和半纤维素转化而成,其化学成分主要是碳和灰分。
分析这些热解产物的构成和性质,可以了解热解过程中的化学反应机制和化学性质,为后续的燃烧和利用提供基础数据。
四、燃烧特性的研究生物质热解的产品主要是气体、液体和固体炭块。
其中,固体炭块的燃烧最容易实现,因为它是由纤维素和半纤维素经过高温处理而成,燃烧可以产生更高的热值。
液体燃料和气体燃料的燃烧则需要特定的燃烧设备和适宜的燃料配方,以充分发挥其能源转换的潜力和优势。
各种生物质的热解产物具备不同的燃烧特性,包括燃烧速度、热值、火焰传播距离、排放物等等,这些特性的研究可以为生物质热解产品的进一步利用提供实验依据和基础数据。
生物质直接燃烧技术PPT精选文档
影响反应表面积,颗粒越小越好。 (5)水分含量
燃料中水分不超过65%。 (6)气固混合
搅动混合,使得灰分脱落,暴露出未燃的炭,保证燃烧的充分性。 (7)灰分
燃料中灰分含量越高,燃料的热值和燃烧温度越低。
三、 生物质直接燃烧技术
(一)直接燃烧技术特点
(1)生物质燃烧所释放出的CO2 大体相当于其生长时通过光 合作用所吸收的CO2 ,可以认为是CO2零排放。 (2)生物质燃烧产物用途广泛,灰渣可综合利用。例如,灰 分中含有植物生长所必需的多种营养元素.可作为良好的农 用肥料。
2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
截至2006年,我国已经建成有100多个日处理量在200吨以上的焚 烧装置。
浦东御桥工业区:国内第 一座日处理千吨以上的大 型现代化生活垃圾发电厂 ,每天可处理120-150万 城市居民产生的生活垃圾 (约1000吨)。 我国目前规模最大的垃圾焚烧厂——上海江桥生活垃圾焚烧厂, 每天处理垃圾2000吨。
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2. 生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
➢ 2003 年国家核准河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示
范项目;
➢ 2006年前,我国生物质发电总装机容量约为200万千瓦,其中:
蔗渣发电约占170万千瓦以上;垃圾发电约占20万千瓦;其余为稻
壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等;
第四章 生物质(直接)燃烧技术
2020/5/21
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主要内容
生物质直接燃烧技术简介 生物质燃料与燃烧 生物质直接燃烧技术
存在的问题和解决方法
一、生物质直接燃烧技术简介
生物质直接燃烧技术是生物质能源转化中相当古老的技术,人类 对能源的最初利用就是木柴燃火开始的。
生物质燃料燃烧的特性与应用
生物质燃料燃烧的特性与应用生物质燃料燃烧的特性与应用生物质燃料燃烧特性与应用1、前言生物质燃料是一种可再生能源,是指依靠太阳光合作用而产生的各种有机物质,是太阳能以化学能的形式存在于生物之中的一种能量形式,直接或间接地来源于植物的光合作用。
被认为是第四大能源,分布广,蕴藏量大。
生物质燃料基本特性生物质的种类很多,一般可分以下5大类:①木质素:木块、木屑、树皮、树根等;②农业废弃物:秸秆、果核、玉米芯、甘蔗皮渣等;③水生植物:藻类、水葫芦等;④油料作物:棉籽、麻籽、油桐等;⑤生活废弃物:城市垃圾、人及牲畜的粪便。
生物质作为有机物燃料是由多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体,化学组成主要有:纤维素、半纤维素、木质素和提取物等,这些高分子物质在不同种类生物质、同一种类生物质的不同区域其组成也不同,有些甚至有很大差异。
生物质的可燃成分主要是有机元素如碳、氢、氮和硫,虽然就元素的成分而言,生物质燃料的成分和常规燃料煤炭基本上没什么区别,但正是各成分在数量上的差异导致了生物制燃烧产物与煤炭的差异。
生物质的碳含量普遍在50%左右,低于普通的烟煤,而氢含量则高于烟煤,尤其是挥发份和氧含量远远高于普通烟煤,氧含量超过煤10倍左右。
由于生物质燃料的可燃组分含量相对比较低,因此生物质燃料的低位发热量比一般烟煤低。
在着火燃烧性能方面,生物质燃料的挥发份含量远远高于普通烟煤,导致着火燃烧性能明显高于普通烟煤。
在燃烧污染物生成排放方面,生物质燃料的硫含量仅为0.1%左右,含氮量和理论氮气容积也低于烟煤,所以总的SO2和NOx生成量都远低于烟煤。
根据秸秆生物质燃料高挥发分、高氧量、低硫份和灰份的基本特性,因此相对于煤炭而言,秸秆生物质具有易燃、清洁环保的特点。
2、生物质燃料:2.1生物质燃料燃烧过程分析:生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。
其燃烧过程的特点是:【1】(1)生物质水分含量较多,燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间,产生的烟气体积较大,排烟热损失较高。
生物质成型燃料燃烧特性
生物质成型燃料燃烧特性
生物质成型燃料燃烧属于静态渗透式扩散燃烧。
该燃料在锅炉中的燃烧可分为五个阶段,总时间约为50min。
①生物质成型燃料表面可燃挥发物燃烧,进行可燃气体和氧气的放热化学反应,形成火焰;
②除生物质成型燃料表面可燃挥发物燃烧外,成型燃料表层部分的炭处于过渡燃烧区,形成较长火焰;
③生物质成型燃料表面仍有较少的挥发分燃烧,并且逐渐向成型燃料更深层渗透。
焦炭燃烧产生的CO2、CO 及其它气体向外扩散,CO 不断与O2 结合生成CO2,成型燃料表层生成薄灰壳包围着火焰;
④生物质成型燃料进一步向更深层燃烧,且主要是进行碳燃烧(即C+O2→CO2),在其表面则进行一氧化碳的燃烧(即CO+O2→CO2),形成了较厚的灰壳,由于生物质的燃尽和热膨胀,灰层中呈现微孔组织或空隙通道甚至裂缝,还有较少的短火焰包围着成型块;
⑤燃烬壳不断加厚,可燃物基本燃尽,在没有强烈干扰的情况下,形成整体的灰球,灰球表面几乎看不出火焰,灰球变暗红色,至此完成整个燃烧过程。
生物质燃料特点及优势
生物质燃料特点及优势特点:1.绿色能源清洁环保:燃烧无烟无味、清洁环保,其含硫量、灰分,含氮量等远低于煤炭,石油等,二氧化碳零排放,是一种环保清洁能源,享有“绿煤”美誉。
2.成本低廉附加值高:热值高,运用成本远低于石油能源,是国家大力提倡的代油清洁能源,有宽阔的市场空间。
3.密度增大储运方便:成型后的颗粒燃料体积小,比重大,密度大,便于加工转换、储存,运输与连续运用;4.高效节能:挥发分高,碳活性高,灰份只有煤的1/20,灰渣中余热极底,燃烧率可达98%以上;5.应用广泛适用性强:颗粒燃料可广泛应用于工农业生产,发电、供热取暖、烧锅炉、做饭,单位家庭都适用。
应用范围:可用于取暖、供热、炊事、气化燃烧、烘干、干燥、发电等。
首先,生物质燃料原料丰富,木材、秸秆、稻草、麦秆、花生壳等都可以作为原材料。
据统计,我国每年生物质原料达20多亿吨,其中农业废弃物占1/3,林业废弃物占2/3。
从全国范围看,苏北、鲁西南、浙江北部、福建秀屿等地区生物质资源丰富。
这些农林废弃物不加以利用,就会腐烂或径直燃烧,不能表达其价值,而且简单引起污染。
化石燃料是自然界经受几百万年渐渐形成的,数量有限,可能在几百年内全部被人类耗尽。
其次,生物质固体成型燃料替代性能好,无污染。
生物质固体成型燃料热值比无烟煤略低,1.3吨生物质燃料可以替代1吨无烟煤,但燃烧性能比煤好,燃烧充分,无黑烟,二氧化碳、二氧化硫、烟尘等排放量远小于煤,是国际上公认的清洁能源。
传统化石燃料开采、运输、燃烧过程都伴随污染物的排放,例如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘等排入大气,严峻污染环境。
生物质燃料大都本地生产,本地应用,减削了运输环节能源消耗,与化石燃料相比,具有很大的.竞争优势。
第三,在农村地区推广运用生物质固体成型燃料,可解决农村地区生产、生活用能,改善农村生活环境,提高农民生活质量,加强农村的环境意识和节能意识,缓解能源短缺,保障能源安全,增加农民收入,对农村经济进展,能源结构调整,新农村建设和生态环境爱护意义深远。
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生物质燃料燃烧的特性与应用生物质燃料燃烧特性与应用1 、前言生物质燃料是一种可再生能源,是指依靠太阳光合作用而产生的各种有机物质,是太阳能以化学能的形式存在于生物之中的一种能量形式,直接或间接地植物的光合作用。
被认为是第四大能源,分布广,蕴藏量大。
生物质燃料基本特性生物质的种类很多,一般可分以下5大类:①木质素:木块、木屑、树皮、树根等;②农业废弃物:秸秆、果核、玉米芯、甘蔗皮渣等;③水生植物:藻类、水葫芦等;④油料作物:棉籽、麻籽、油桐等;⑤生活废弃物:城市垃圾、人及牲畜的粪便。
生物质作为有机物燃料是由多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体,化学组成主要有:纤维素、半纤维素、木质素和提取物等,这些高分子物质在不同种类生物质、同一种类生物质的不同区域其组成也不同,有些甚至有很大差异。
生物质的可燃成分主要是有机元素如碳、氢、氮和硫,虽然就元素的成分而言,生物质燃料的成分和常规燃料煤炭基本上没什么区别,但正是各成分在数量上的差异导致了生物制燃烧产物与煤炭的差异。
生物质的碳含量普遍在50%左右,低于普通的烟煤,而氢含量则高于烟煤,尤其是挥发份和氧含量远远高于普通烟煤,氧含量超过煤10 倍左右。
由于生物质燃料的可燃组分含量相对比较低,因此生物质燃料的低位发热量比一般烟煤低。
在着火燃烧性能方面,生物质燃料的挥发份含量远远高于普通烟煤,导致着火燃烧性能明显高于普通烟煤。
在燃烧污染物生成排放方面,生物质燃料的硫含量仅为0.1%左右,含氮量和理论氮气容积也低于烟煤,所以总的S02和NOx生成量都远低于烟煤。
根据秸秆生物质燃料高挥发分、高氧量、低硫份和灰份的基本特性,因此相对于煤炭而言,秸秆生物质具有易燃、清洁环保的特点。
2 、生物质燃料:2.1 生物质燃料燃烧过程分析:生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。
其燃烧过程的特点是:【1】(1) 生物质水分含量较多,燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间,产生的烟气体积较大,排烟热损失较高。
(2) 生物质燃料的密度小,结构比较松散,迎风面积大,容易被吹起。
悬浮燃烧的比例较大。
(3) 由于生物质发热量低,低位发热值约为12. 6MJ/kg,炉内温度偏低,组织稳定的燃烧比较困难。
(4) 由于生物质挥发分含量高,燃料着火温度较低,一般在250〜350 C温度下挥发分就大量析出,并开始剧烈燃烧,此时若空气供应量不足。
将会增大燃料的不完全燃烧损失。
(5) 挥发分析出燃尽后,受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响, 焦炭颗粒燃烧速度缓慢,燃尽困难,如不采取适当的措施,将会导致灰烬中残留较多的余碳,增大机械不完全燃烧损失。
目前,生物质的利用技术主要有生物质的气化发电、热解液化和直接燃烧发电等。
在实际应用过程中,生物质直接燃烧发电应用较为广泛,直接燃烧技术是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。
生物质直接燃烧是将生物质直接作为燃料燃烧,燃烧产生的能量主要用于发电或集中供热等。
2.2 、生物质直接燃烧具有如下特点: 【2】一、生物质燃烧所释放出的CO2大体相当于其生长时通过光合作用所吸收的C02因此可以认为是C02勺零排放,有助于缓解温室效应;二、生物质的燃烧产物用途广泛,灰渣可加以综合利用;三、生物质燃料可与矿物质燃料混合燃烧,既可以减少运行成本,提高燃烧效率,又可以降低SO2 NOx等有害气体的排放浓度;四、采用生物质燃烧设备可以实现各种生物质资源的减量化、无害化和资源化。
由于生物质燃料特性与化石燃料不同,从而导致了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分与化石燃料相比也都存在较大差别,表现出不同于化石燃料的燃烧特性。
生物质的n(H) /n(C)比和n(O) /n(C)值均比煤要高,而且生物质的几种主要成分中半纤维素在225〜350oc分解325〜375oC分解, 木质素在310〜400oC分解,因此其着火特性与煤相比存在差异生物质的直接燃烧利用技术,一般是将生物质进行成型预处理,尤其是秸秆类生物质。
成型技术是指在一定温度、压力下,将分散的、没有一定形状的生物质压制成具有一定形状、密度较大的成型燃料。
生物质成型工艺为:秸秆收集—干燥—破碎—热压—成型。
成型燃料其密度可达900〜便于贮存和运输,燃烧性能好。
为了研究生物质燃料与煤炭着火燃烧特性的差异,以生物油为例进行说明。
生物油性质:生物油是由不同组分组成的混合物.它是由生物质中的纤维素、半纤维素和木质素解聚和分裂而成。
因此,生物油和化石燃料油的元素组成是不同的。
与化石燃料油相比。
生物油中水分多。
氧元素含量较高,粘度较高,密度大,残炭率高,pH值小,碳元素、氢元素和硫元素含量较低。
生物油巾含有酸、醇、醛、酮和酚类等400 多种有机物,它们在长时间存放或加热后会发生化学反应,因此生物油储存稳定性较差且易老化【3】生物油燃烧特性:生物油的理化性质对其燃烧行为有相当大的影响。
由于不挥发组分的含量较高,因此生物油是可燃的,但不是易燃的。
生物油十六烷值为13—14,热值约为柴油的1/2 。
理论上讲,生物油可以替代化石燃料成为热力设备的燃料。
2.3 、生物油燃料特性较差:1. 点火困难。
生物油中水分、氧元素含量较高,不能压燃,可用火焰引燃。
可采用轻油和生物油双燃料供应管路。
利用轻油燃烧释放出热量引燃生物油,也可将十六烷值高的燃料与生物油混合或乳化进行直接燃烧。
如何转化利用生物油中过多的氧是一个亟待解决的问题。
2 、设备结焦和腐蚀问题。
生物油粘度大。
其SMO沙脱平均直径。
为生物油喷雾雾滴的体积之和与表面积之和的比值) 较大,存在燃烧不完全、易析出碳、燃烧器头部易结焦、管壁易积灰等问题。
生物油密度大,火焰辐射面增大,燃烧器头部温度升高,喷嘴更易结焦、堵塞。
采用预过滤生物油、加强油雾与空气的混合、经常更换或清洗喷嘴等方法可解决上述问题。
生物油pH值较低,酸性强,在燃烧室内和燃气轮机叶片上易出现严重的腐蚀现象,可将生物油醇酯化后进行燃烧,燃烧设备材料也应更换为耐酸性强的不锈钢材料。
3 、雾化质量问题。
生物油粘度大,密度高,残炭率高.因此应采用预过滤生物油,提高喷射压力,预热生物油的方法,降低生物油的粘度,减小液滴尺寸,提高生物油雾化质量,但喷雾量增加,喷雾角度减小,喷雾冲击力提高。
喷嘴磨损加剧。
生物油雾化得越细,越有利于蒸发、混合,还能缩短燃烧时间.因此应选择孔径较小的喷嘴,并增加喷嘴的数量。
4 、合理配置风量问题。
生物油中碳、氢元素含量较少,保持一个合理的空气过量系数十分重要。
根据锅炉炉膛氧量表和排烟氧量表及风量表的变化情况.调整风门开度和油阀开度。
通过调节柴油机喷油提前角来调节滞燃期和预混合油量,可以提高生物油燃烧效率。
通过燃气轮机燃料控制系统可以调节燃料供应量,通过进气导流叶片,可以调节进气流量。
3 、目前生物油燃烧的应用研究:主要有锅炉燃烧、柴油机燃烧、燃气轮机燃烧、斯特林发动机燃烧。
3.1 、柴油不机燃烧:柴油机热效率高。
经济性好。
中低速柴油机可以使用低品质的燃料。
生物油在柴油机中很难压燃,柴油机喷射系统出现严重的磨损、积炭现象,运行不稳定,技术上存在很大的障(转载于:in再增加时第二个燃烧失重峰峰顶值和升温速率关系不大;DTA T中的两个放热峰逐渐向后偏移。
玉米秸秆的燃烧过程存在低温和高温区间,低温区的活化能不到高温区的一半,说明在低温区只需要较少的热量就能够使燃烧反应发生而高温区则需要的热量更多:从频率因子来看,高温区的燃烧反应要比低温区剧烈的多;随着升温速率的增大,活化能变小,频率因子也变小;利用双组分分阶段反应模型能够针对玉米秸秆在不同的温度区间内运用不同的反应级数描述其反应过程,在低温区反应级数为一级,而高温区反应级数为三级。
随着温升速率的升高,玉米秸秆的最大热解速率增加较快,同时较高温升率下的热解速度也比较低的热解速率快,有利于挥发分的析出;热解初析温度逐渐降低,析出变得更容易;挥发分最大热解速率逐渐变大,并且变大的越来越快,造成挥发分析出时越剧烈;最大热解速率时对应的温度也是变大的,说明较高的温升率造成DTG曲线失重峰滞后现象;热解过程中达到最大热解速率时所需要的时间是迅速变小,说明较高的温升率利于挥发分的迅速析出。
随着升温速率的增加,玉米秸秆的活化能将变大,则所需较多的热量才能够使秸秆热解;频率因子变大但数量级完全相同,则提高热解时的温升率能够使反应更加剧烈,所以较高的温升率有利于挥发分的快速析出。
玉米秸秆的热解反应为一级的,反应机理方程为f(a)=(1 一a) 。
玉米秸秆燃烧时能形成两个燃烧失重峰,前一个为燃烧挥发分的燃烧失重峰,后一个为燃烧固定碳的燃烧失重峰,并且由玉米秸秆的工业分析知道其挥发分含量67%和约17%的固定碳,这就决定了玉米秸秆在锅炉内刚刚燃烧时,需要迅速提供足够的氧气才能够使挥发分充分燃烧,并且还要有足够的氧气使燃烧挥发分后的剩余碳能够完全燃烧,这就要求炉内有及时的供风系统保证。
由于燃料的含水量一般较大并且在进入炉膛前未被加热干燥,所以进入炉膛的燃料温度为周围环境温度。
燃料在三级给料机的推挤下进入炉膛,落在散料管道上散开,随后在炉膛内高温烟气的辐射及炽热的火焰的直接传热下将燃料加热迅速升温,析出水分、挥发份、当达到着火温度后开始着火燃烧,在这个过程是比较短暂的需要大量的热量。
在振动炉排的振动作用下,燃料散开并向炉排后侧滚动燃烧;同时从炉排下侧补充一次风,满足燃烧的需要:从炉排上侧补充二次风,一方面将火焰压住,避免火焰过分上飘;另一方面,及时供氧,保证燃料充分燃烧和燃尽,保证锅炉运行的经济性。
燃料燃尽形成灰渣以后,在炉排的振动作用下排出炉外,生成的高温烟气通过各受热面降温以后,通过除尘器除尘以后排入大气。
在燃烧过程中,可以通过调节燃料量的多少、调节炉排的振动频率和振动时间,一、二次风门开度分配风量大小、送引风机的入口调节挡板进行调节送风大小和炉膛负压,达到对燃烧控制的目的。
4 、生物质燃料燃烧对锅炉的影响:由于生物质燃料燃烧过程与煤存在差异:生物质燃料密度小,结构松散,挥发分含量高,挥发分在250—350C温度下大部分析出;挥发分析出后疏松的焦炭容易随着气流进入烟道,所以通风不能过强;挥发分燃尽后,受到灰烬包裹的焦炭较难燃尽。
所以生物质燃料锅炉的设计要结合生物质燃烧的特点,如炉膛容积要大,燃烧扰动要充分,炉膛内受热面布置要充分。
为了保证锅炉运行的安全性和经济性,锅炉本体各部分形状、尺寸、相对位置都有一定要求,并且在受热面的某些部位还应保证一定的烟气和工质参数,诸如温度、压力、流速等,其中,炉膛形状和容积大小对锅炉安全经济运行有很大影响。
直接采用DzL 型层燃燃煤锅炉会出现:炉膛容积过小,容积热负荷过大;炉膛出口温度过高;烟气量增加、流速过快,热交换过强。