糠醛渣及褐煤混合燃烧的燃尽特性
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收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３～ ０ ７—１ ０
作者简介 ： 秦
宏（ １ ９ ７ ０一） ， 吉林省舒兰市人 ， 东北 电力大学能源与动力工程学院教授 ， 博士 ， 主要研究方 向： 新能源的开发与利用
８ ８
东北电力大学学报
第３ ３卷
１ 试 验 设备 和实验 方 法
１ ． １ 试验 台结构及简 介
质煤种低廉 ， 褐煤水分含量高 ， 煤受热后 内部水分蒸发 ， 发生爆裂现象 ， 利于煤的燃尽 。而流化床对燃料 的适应性广且燃烧效率高＿ １ ， 故将糠醛渣与褐煤混合燃料进行流化床方式燃烧。关于糠醛渣燃烧特性
的研 究 ， 国外 罕见 报导 。衣 晓青 ＿ １ 等从 燃烧 动 力学 角度 说 明 ： 混 合试 样 综 合燃 烧 特 性 指数 高 于 两试 样 单独 燃烧 时 的综合 燃烧 特性 指数 ； 两 燃料 燃烧 过程 中相互 促进 。而燃 料 的 着火 特 性 不 仅仅 受 其 自身 物 理化 学特 性 的影 响 ， 同时还 取决 于实 验设 备 、 加热方 式 、 风速 和燃 料粒径 分 布等 因素 的影 响 ， 不 同实 验工 况得 到 的研 究 结果 不具 有通 用性 １ 。李东鹏 等在循 环流 化床 条 件 下贫煤 掺 烧 高水 份 污 泥 的燃烧 特 性 方 面进行 的试 验研 究 ， 其试 验结 果 表 明掺烧 技术 上 的可行性 。黄海珍 等 对无 烟煤 与 玉米 秸 秆 和木
预热段和反应段 内管螺纹 处缠有电炉丝， 电炉丝采 用 耐高 温 的电热合 金 。实 验 中 的空 气 由空 气压 缩 机
提供 ， 其 风速 的大小 由Fra bibliotek 子流 量计检 测并 调节 。
１ ． ２ 试验 内容 及方 法
１ ． 空气 压缩 机 ；２ ． 电热 丝 ；３ ． 热 电偶 ；４ ． 预 热段 ； ５ ． 风室 压力 管 ； ６ ． 布风板 ；７ ． 热 电偶 ；８ ． 反应 段 ； ９ ． 电热 丝 ；１ ０ ． 风室 压力管 ；１ Ｉ ． 投 料 口 ；１ ２ ． 观 察孔 １ ３ ． 烟气排 出孑 Ｌ ；１ ４ ． 排料 口 ； １ ５ ． Ｕ 型 管 ；１ ６ ． 转子 流量 计
屑进行 了混合特性实验研究 ， 结果表明 ： 随着生物质的加入 ， 煤 的着火性 能得到不 同程度的改善 ， 改善了
燃 烧性 能 。本 实验 在 电加热 的小 型 流化床 燃烧 系 统上 ， 采用预热风温（ ５ ５ ０℃ ） 的方 式来 研 究 混合 燃 料 的着火 特性 、 以及掺 混 比 、 粒 径等 影 响 因素 的燃 尽特 性 。
文献 标 识 码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ３
糠 醛是 一种 重要 的有 机化 工原 料 ， 主要 应用 在 医药 、 农药、 及 食 品行业 。我 国是 农业 大 国 ， 也是 糠醛
生产 大 国 ， 产 品质 量属 世界 先进 水 平 ， 贸 易量 居 世 界 第 二位 ， 发 展 潜力 较 大 ¨ ｊ 。糠 醛 渣 是 玉米 经 水 解
不同混合 比下 的着火温度 的确定 ， 结果表 明褐煤 中加 入糠 醛渣后 的着 火温度 明显发 生变化 。利 用烟 气 分析仪对样品燃烧后所产生 的 Ｃ Ｏ ： 进行跟踪测量 ， 得出各种样 品 的燃尽 时间 。在燃尽试 验 中考 察 了混 合 比、 床层温度 和粒 径对 燃尽 的影响 。结果表 明燃尽 时间随着床温 的增加 而减小 ， 而随着粒 径的增加 而 增加。混 合 比对燃尽时 间的影响 与其 它两 种因素不同 ， 在 一定混 合 比范 围 内燃 尽时 间随着糠醛 渣 的增 加而减小 。实验结果表 明 ： 提高床层温度 、 增 大燃料混合 比， 有助于减少燃尽 时间。 关 键 词： 糠 醛渣 ； 褐煤 ； 燃 尽特性 ； 混合燃烧
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ３． Ｎｏ ． ６ Ｄｅ Ｃ ．， ２ ０ １ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ Ｏ ｆ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ａ ｎ ｌ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
文章编号 ： １ ０ ０ ５— ２ ９ ９ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６—０ ０ ８ ７— ０ ５
图 １为 自行 搭建 的小 型流 化 床试 验 台。其 主 体 是 由上 下 ２部分 构 成 ： 上部 为流 化 床 的反应 炉 ， 试 验
样 品可在 炉 内进行燃 烧 反 应 ； 下 部为 预 热炉 ， 为反 应
炉 内燃料 的燃 烧 提 供 热 空 气 。两者 均 为 电 加 热 炉 。
生产 糠醛 （ 呋喃 甲醛 ） 的副产 品 Ｊ ， 目前 我 国约有 ５ ０ ０家糠 醛 厂 ， 生产能力约 ７ ０万 ｔ ／ ａ ， 每产 １ ０ ０ ０吨糠 醛 的生产 厂产 生 的废渣 量 约为 １ ３ ０ ０ ０吨 废 渣 的处 理 成 为 目前 制 约糠 醛行 业 发展 的瓶颈 。现 在大 都采 用堆 积 或挖 坑倾倒 废 弃 的方法 ， 不但 占用 大 量 土 地 Ｊ ， 而 且 对 周边 环 境 污 染 较 大 。也 有 采取 资源 化利 用 的方式 ， 如 用糠 醛渣 生产 饲料 、 中性 复 合肥 、 活 性炭 及其 它 化 工 产 品等 ， 由于 工艺 设 备 要求 高 、 技 术 复杂 、 成本 高 。 。 等原 因 ， 经 济效 益不 佳 ， 难 以推广 。 糠醛 渣含 水率 很 高 （ 一般 ５ ０ ％ 左右 ） 、 发 热值 低 ， 如果 直 接 作 为燃 料 不 易稳 定 燃 烧 。为 了解 决 上 述 问题 ， 采用 流化 床燃 烧方 式进 行 燃烧 ， 并要 求 掺 烧 一部 分 煤 Ｊ 。而 我 国褐 煤 储 量 大 ， 价 格 较其 他 优
糠 醛 渣 及 褐 煤 混 合 燃 烧 的燃 尽 特 性
秦 宏 ， 房 子俊 ， 刘 洪鹏 ， 张立 栋 ， 贾春 霞 ， 王 擎
（ 东北 电力大学 能源与动力 工程学 院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ）
摘
要： 利用在小型流化床试验 台上 进行 了糠 醛渣 、 褐煤 及其混合 物 的着 火和燃 尽试 验。研究 了
作者简介 ： 秦
宏（ １ ９ ７ ０一） ， 吉林省舒兰市人 ， 东北 电力大学能源与动力工程学院教授 ， 博士 ， 主要研究方 向： 新能源的开发与利用
８ ８
东北电力大学学报
第３ ３卷
１ 试 验 设备 和实验 方 法
１ ． １ 试验 台结构及简 介
质煤种低廉 ， 褐煤水分含量高 ， 煤受热后 内部水分蒸发 ， 发生爆裂现象 ， 利于煤的燃尽 。而流化床对燃料 的适应性广且燃烧效率高＿ １ ， 故将糠醛渣与褐煤混合燃料进行流化床方式燃烧。关于糠醛渣燃烧特性
的研 究 ， 国外 罕见 报导 。衣 晓青 ＿ １ 等从 燃烧 动 力学 角度 说 明 ： 混 合试 样 综 合燃 烧 特 性 指数 高 于 两试 样 单独 燃烧 时 的综合 燃烧 特性 指数 ； 两 燃料 燃烧 过程 中相互 促进 。而燃 料 的 着火 特 性 不 仅仅 受 其 自身 物 理化 学特 性 的影 响 ， 同时还 取决 于实 验设 备 、 加热方 式 、 风速 和燃 料粒径 分 布等 因素 的影 响 ， 不 同实 验工 况得 到 的研 究 结果 不具 有通 用性 １ 。李东鹏 等在循 环流 化床 条 件 下贫煤 掺 烧 高水 份 污 泥 的燃烧 特 性 方 面进行 的试 验研 究 ， 其试 验结 果 表 明掺烧 技术 上 的可行性 。黄海珍 等 对无 烟煤 与 玉米 秸 秆 和木
预热段和反应段 内管螺纹 处缠有电炉丝， 电炉丝采 用 耐高 温 的电热合 金 。实 验 中 的空 气 由空 气压 缩 机
提供 ， 其 风速 的大小 由Fra bibliotek 子流 量计检 测并 调节 。
１ ． ２ 试验 内容 及方 法
１ ． 空气 压缩 机 ；２ ． 电热 丝 ；３ ． 热 电偶 ；４ ． 预 热段 ； ５ ． 风室 压力 管 ； ６ ． 布风板 ；７ ． 热 电偶 ；８ ． 反应 段 ； ９ ． 电热 丝 ；１ ０ ． 风室 压力管 ；１ Ｉ ． 投 料 口 ；１ ２ ． 观 察孔 １ ３ ． 烟气排 出孑 Ｌ ；１ ４ ． 排料 口 ； １ ５ ． Ｕ 型 管 ；１ ６ ． 转子 流量 计
屑进行 了混合特性实验研究 ， 结果表明 ： 随着生物质的加入 ， 煤 的着火性 能得到不 同程度的改善 ， 改善了
燃 烧性 能 。本 实验 在 电加热 的小 型 流化床 燃烧 系 统上 ， 采用预热风温（ ５ ５ ０℃ ） 的方 式来 研 究 混合 燃 料 的着火 特性 、 以及掺 混 比 、 粒 径等 影 响 因素 的燃 尽特 性 。
文献 标 识 码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ３
糠 醛是 一种 重要 的有 机化 工原 料 ， 主要 应用 在 医药 、 农药、 及 食 品行业 。我 国是 农业 大 国 ， 也是 糠醛
生产 大 国 ， 产 品质 量属 世界 先进 水 平 ， 贸 易量 居 世 界 第 二位 ， 发 展 潜力 较 大 ¨ ｊ 。糠 醛 渣 是 玉米 经 水 解
不同混合 比下 的着火温度 的确定 ， 结果表 明褐煤 中加 入糠 醛渣后 的着 火温度 明显发 生变化 。利 用烟 气 分析仪对样品燃烧后所产生 的 Ｃ Ｏ ： 进行跟踪测量 ， 得出各种样 品 的燃尽 时间 。在燃尽试 验 中考 察 了混 合 比、 床层温度 和粒 径对 燃尽 的影响 。结果表 明燃尽 时间随着床温 的增加 而减小 ， 而随着粒 径的增加 而 增加。混 合 比对燃尽时 间的影响 与其 它两 种因素不同 ， 在 一定混 合 比范 围 内燃 尽时 间随着糠醛 渣 的增 加而减小 。实验结果表 明 ： 提高床层温度 、 增 大燃料混合 比， 有助于减少燃尽 时间。 关 键 词： 糠 醛渣 ； 褐煤 ； 燃 尽特性 ； 混合燃烧
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ３． Ｎｏ ． ６ Ｄｅ Ｃ ．， ２ ０ １ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ Ｏ ｆ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ａ ｎ ｌ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
文章编号 ： １ ０ ０ ５— ２ ９ ９ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６—０ ０ ８ ７— ０ ５
图 １为 自行 搭建 的小 型流 化 床试 验 台。其 主 体 是 由上 下 ２部分 构 成 ： 上部 为流 化 床 的反应 炉 ， 试 验
样 品可在 炉 内进行燃 烧 反 应 ； 下 部为 预 热炉 ， 为反 应
炉 内燃料 的燃 烧 提 供 热 空 气 。两者 均 为 电 加 热 炉 。
生产 糠醛 （ 呋喃 甲醛 ） 的副产 品 Ｊ ， 目前 我 国约有 ５ ０ ０家糠 醛 厂 ， 生产能力约 ７ ０万 ｔ ／ ａ ， 每产 １ ０ ０ ０吨糠 醛 的生产 厂产 生 的废渣 量 约为 １ ３ ０ ０ ０吨 废 渣 的处 理 成 为 目前 制 约糠 醛行 业 发展 的瓶颈 。现 在大 都采 用堆 积 或挖 坑倾倒 废 弃 的方法 ， 不但 占用 大 量 土 地 Ｊ ， 而 且 对 周边 环 境 污 染 较 大 。也 有 采取 资源 化利 用 的方式 ， 如 用糠 醛渣 生产 饲料 、 中性 复 合肥 、 活 性炭 及其 它 化 工 产 品等 ， 由于 工艺 设 备 要求 高 、 技 术 复杂 、 成本 高 。 。 等原 因 ， 经 济效 益不 佳 ， 难 以推广 。 糠醛 渣含 水率 很 高 （ 一般 ５ ０ ％ 左右 ） 、 发 热值 低 ， 如果 直 接 作 为燃 料 不 易稳 定 燃 烧 。为 了解 决 上 述 问题 ， 采用 流化 床燃 烧方 式进 行 燃烧 ， 并要 求 掺 烧 一部 分 煤 Ｊ 。而 我 国褐 煤 储 量 大 ， 价 格 较其 他 优
糠 醛 渣 及 褐 煤 混 合 燃 烧 的燃 尽 特 性
秦 宏 ， 房 子俊 ， 刘 洪鹏 ， 张立 栋 ， 贾春 霞 ， 王 擎
（ 东北 电力大学 能源与动力 工程学 院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ）
摘
要： 利用在小型流化床试验 台上 进行 了糠 醛渣 、 褐煤 及其混合 物 的着 火和燃 尽试 验。研究 了