何方[1]2001年在《生物质复合型煤的研制及其燃烧、污染特性研究》文中研究说明全球生态环境因为化石燃料的燃烧而遭到严重的破坏，并且这一问题变得越来越突出。我们迫切需要化石燃料的洁净燃烧，尤其是煤炭的洁净燃烧，实现能源利用的可持续发展。本文在综述了大量参考文献的基础上，对洁净煤技术的现状和生物质能转换利用技术进行了评述，进一步提出了生物质复合型煤的概念；讨论了生物质复合型煤的成型工艺及燃烧过程基础理论。 我们以云南先锋褐煤、农作物秸杆、林业加工废弃物、城市生活垃圾为原料，添加适量的添加剂成功制得了生物质复合型煤（biomass compound coal，BCC），对生物质复合型煤的抗压强度、热值及燃烧特性、污染特性等性能进行了研究。结果表明，在相同的成型条件下，生物质复合型煤的抗压强度比一般型煤的抗压强度要高，并且把生物质添加量控制在一定范围内时生物质复合型煤的强度随着生物质添加量和成型压力的增大而增大。生物质复合型煤的热值随着生物质加入量的增加而降低。利用热分析仪对生物质复合型煤的燃烧特性进行了研究，发现生物质复合型煤的燃烧过程可以分为脱水干燥、挥发份的析出和燃烧、挥发份燃烧和焦碳表面燃烧并存的过渡阶段、焦碳的表面燃烧四个阶段；BCC的失重曲线（TG）上可以清楚地把挥发分燃烧和焦碳燃烧两个过程区分开来，其微分失重曲线（DTG）出现两个最大失重速率峰，差示扫描量热曲线（DSC）上有两个放热峰。BCC的着火温度比一般型煤的着火温度低，一般低于350℃，且随着生物质加入量的增大而降低。根据BCC的热重分析数据对其燃烧过程的动力学参数进行了研究，生物质复合型煤（BCC）的燃烧服从燃烧动力学的基本表征方程的规律，可以用（dα）/（dT）=Ae~(-)~(E/RT)（1-α）~n来求算燃烧过程的动力学参数，在不同的温度区间内用不同区段的一级反应来描述，均能得到拟合良好的直线关系。在800℃以上的温度下燃烧时，BCC的燃烧速度主要取决于氧分子的扩散速度。本文测定了两种生物质添加量为40％的生物质复合型煤的灰渣熔点，它们的灰渣软化点T_2均大于1260℃，属于中等结渣倾向。 还对BCC的污染特性进行了研究，BCC具有较高的固硫能力，在燃烧温度低于900℃、Ca/S=2.0时，BCC的固硫率可以达到90％以上，当温度超过900℃时，固硫产物CaSO_4开始分解，当温度超过1100℃时CaSO_4显着分解，使固硫率降低；铁系氧化物的加入能明显提高固硫剂的利用率。BCC的燃烧过程中氮氧化物和飞灰、烟尘的排放量极少。 总之，BCC是一项投资少见效快适合我国国情的高效洁净煤技术，在我国有着广阔的市场前景，值得大力推广。
田宝农[2]2018年在《碱法制浆黑液制备型煤及其脱硫性能研究》文中认为生物质型煤作为型煤利用的一种技术,在生物质资源利用、节能减排、提高型煤燃烧性能等方面具有重要意义。碱法制浆黑液作为生物质资源的一种,当前对碱法制浆黑液复合制备型煤的研究不够深入,本研究利用木材或秸秆碱法制浆产生的黑液添加至型煤中燃烧,研究黑液复合型煤的成型性能及燃烧固硫的作用。探究其实用性,为制浆黑液复合型煤推广使用提供技术支撑。(1)对黑液复合型煤成型性能的研究,结果表明,预糊化淀粉粘结剂添加量为2%时,型煤跌落强度达到83%左右,型煤抗压强度达到620 N/球,但少量粘结剂的加入对型煤热稳定性、水分与挥发物含量影响不大。综合考虑,选定添加量为2%预糊化淀粉作为型煤粘结剂。加入制浆黑液后,型煤机械强度增强,热稳定性变差,其落下强度在添加量为30%时达到93%,同时燃烧后的灰分也增加,综合考虑选择黑液添加量为30%左右时较佳。(2)添加不同含量制浆黑液作为型煤燃烧固硫剂,分析不同含量制浆黑液对型煤灰分的影响,通过TG、EDS、XRD、SEM分析制浆黑液对型煤燃烧及其固硫率的影响,得出较佳配比为黑液添加量32%时;通过改变型煤燃烧时间及燃烧温度,确定出最佳燃烧时间为3 h,最佳燃烧温度为900℃,固硫率高达89%。结果表明,碱法制浆黑液复合型煤燃烧及固硫性能很好,优于传统工业型煤。(3)通过添加秸秆制备生物质型煤与黑液复合型煤进行比较,黑液复合型煤的燃烧效果更好一些。在900℃下对添加了32%质量分数黑液的民用型煤进行燃烧试验,与未添加之前相比型煤着火点有所提前,燃烧更加充分,固硫率达到了87.12%,比未添加前提高了25个百分点。利用沉降污泥添加到黑液复合型煤中得到了耐高温类型煤,在5%最佳添加量下,复合后的型煤1100℃下固硫率可达到85%。
何方, 王华, 包桂蓉, 胡建杭[3]2002年在《生物质复合型煤固硫特性研究》文中认为对所研制的生物质复合型煤的固硫机理进行了分析 ,并对生物质复合型煤的固硫特性进行了试验研究 ,结果表明生物质复合型煤较一般型煤有更高的固硫率 ,当Ca/S=2 0、燃烧温度低于 90 0℃时 ,生物质复合型煤的固硫率可以达到 90 %以上 ;生物质复合型煤的固硫率受燃烧温度、生物质添加量、钙硫比等因素影响 ,加入铁系氧化物能增强生物质复合型煤的固硫性能。
贾宇[4]2015年在《沙柳/粉煤复合型煤的制备及燃烧特性研究》文中研究表明中国煤炭资源丰富,以煤炭为主的能源结构会严重污染环境。煤炭燃烧时会产生大量的氮氧化物、硫氧化物。我国现阶段还不能完全摆脱现存的能源结构,仍然需要利用煤炭资源,因此还不能完全依赖生物质能源。基于此状况,研制开发低污染的生物质型煤对减轻环境污染具有重大意义。随着采煤机械化程度的提高,粉煤比例逐年增加,粉煤量占煤产量的70%以上,这导致块煤供应紧张、粉煤大量积压污染环境的问题。内蒙古地区具有非常丰富的沙柳资源,具有广阔的开发利用空间。本文以鄂尔多斯地区所产粉煤及沙柳材为原料压制成为生物质复合型煤,以型煤的落下强度和冷压强度为评价指标,通过试验寻找出最佳制备工艺条件,并研究了所制型煤的燃烧特性。试验结果表明：1、同时兼顾型煤的冷压强度与落下强度。最佳的工艺条件为：沙柳质量分数为40%,成型压力为55MPa,成型温度为100℃,沙柳粒度为9mm,粉煤粒度为9mm,沙柳含水率为25%。2、在通风方式相同时,沙柳材的质量分数越高,复合型煤的燃烧速率越快,当沙柳的质量分数为40%时,复合型煤的燃烧速率最快。3、对于沙柳质量分数相同的复合型煤,当通风方式为全开炉门时,复合型煤的燃烧速率最快。4、燃烧时间对型煤的燃烧速率有一定程度的影响,但不是主要因素。
李毓婷[5]2012年在《含碳固废作型煤添加剂的研究及型煤特性分析》文中研究说明我国作为煤炭型能源国家,煤炭的洁净燃烧是我国能源可持续发展的重点领域。型煤技术是一项历史悠久、发展成熟的洁净煤技术,是煤炭高效低污染利用的发展方式。本文基于洁净型煤技术,利用含碳固体废弃物的燃料特性,将工农业废弃物中的农作物秸秆、生化污泥与粉煤进行混合,加工成型制成固体燃料。本文在综合文献基础上,开展了叁方面的研究：一方面研究含碳固废作型煤添加剂,将含碳固废(污水污泥、生物质秸秆)制备成新型的洁净型煤供锅炉使用；一方面研究洁净型煤的功能添加剂,解决型煤机械强度低、防水性能差以及固硫效率不佳的问题；另一方面研究洁净型煤的燃烧特性和污染特性,探索含碳固废与粉煤混合燃烧的燃烧机理,燃烧烟气中SO2、NOx等污染物的排放特性。研究结果表明：(1)以污泥作为型煤添加剂,污泥可以起到一定型煤粘结剂的作用,当污泥添加量为20%时,型煤的机械强度最好；通过添加粘结剂和防水剂后,当膨润土添加量为6%、有机硅为1.8%时,型煤的抗压强度、热强度、热稳定性、跌落强度和防水强度等各项指标均可达到山西省地方工业型煤标准。(2)利用烟气分析仪分析污泥型煤的硫、氮释放特性,并针对SO2污染进行了复合型煤固硫的研究。结果表明,污泥对SO2和NOx的排放均有一定的抑制作用；以Ca(OH)2作为型煤固硫剂,固硫率仅42%,而碱金属盐的添加明显提高了型煤的固硫效果,K2CO3的效果最好,固硫率达83.43%。(3)在污泥型煤中添加生物质,结果表明发酵改性后的生物质质地密实,压缩性能好,膨胀性差,提高了型煤的抗压强度,当发酵生物质的添加量为15%,污泥添加量为20%的条件下,污泥型煤的机械强度最佳,可达到1.4MPa,能够达到锅炉使用的标准。(4)利用综合热分析仪和灰熔点测试仪研究了型煤的燃烧特性。结果表明,添加污泥和生物质后,型煤的燃点均有一定程度的降低,型煤的燃烧性能得到改善,燃尽率得到提高,灰渣熔点显着下降,与添加剂的灰渣熔融特征温度和结渣特性接近。
黄海珍[6]2007年在《煤与生物质混合动力学特性及成型燃料固硫特性研究》文中认为本文通过热分析技术，对不同热解及燃烧条件下煤与生物质混合物的热解特性及燃烧特性进行了研究，提出混合热解特性指数及混合燃烧特性指数。建立了两步平行反应热解模型及两步反应中间竞争燃烧模型，并用动力学方程描述了热解过程和燃烧过程。通过正交试验，以挥发分产率、燃尽率及燃烧时间为指标，对影响生物质型煤燃烧的各因素进行分析，并确定其影响大小。对生物质型煤燃烧时钙基固硫剂的固硫原理进行了分析，探讨了不同燃烧条件对固硫物相及固硫率的影响，对不同燃烧条件下生物质型煤径向固硫物相进行考察，并分析了生物质型煤不同条件下的硫分动态析出特性。对不同生物质型煤的热工特性及环保特性进行工业性试验，考察了燃用不同燃料时锅炉的热效率、烟尘及二氧化硫浓度动态析出特性。论文所得结论为复杂条件下评价混合热解特性及燃烧特性提供了理论依据，对生物质型煤锅炉的合理设计及运行排放控制具有参考价值。
杨玉立, 朱书全, 王兴国, 王鹤[7]2007年在《中国生物质型煤技术的研究现状》文中进行了进一步梳理生物质型煤是由原煤、生物质在经过高压、加热或生物质预处理等工艺后,混合压制而成的一种新型的型煤。介绍了生物质成型工艺的3种类型,并分别对它们成型的工艺、机理和现状进行了综述。最后对今后生物质型煤技术的研究方向进行了展望。
马海娥[8]2014年在《复合型生物质型煤的配方设计》文中进行了进一步梳理为了解决我国的粉煤污染环境的问题,本文以煤、生物质、活性污泥、除尘灰为原料,探索并研究了生物质型煤的配方设计。(1)本文主要以跌落强度、防水时间、灰分、发热量等为主要技术指标,对所做出的生物质型煤进行测定。对煤和生物质的混合粒径及生物质的改性处理技术进行了分析研究。当煤和生物质的最佳混合粒径分别为3mm及以下和2mm及以下,做出的生物质型煤跌落强度高,防水时间长,灰分小；确定了生物质的最佳改性条件为生物质在1%的NaOH溶液中80℃浸泡并加热2h,做出的生物质型跌落强度和防水时间明显提高。(2)根据Design Expert软件设计实验,分别做出各组生物质型煤。最终确定了叁种最优配方,并用此配方研制出了型煤且其各项性能达到了文献报道的类似产品的技术指标。当煤、改性锯末渣、生活污泥叁者以57.0%：18.0%：25.0%的比例混合,最终做出的型煤各个指标,其跌落强度是86.1%、抗压强度是505N、防水时间是120h、灰分是14.05%、发热量是23.76MJ/kg。(3)当煤、改性锯末渣、生活污泥、改性除尘灰四者以55.0%：17.2%：18.9%：8.9%的比例混合,最终做出的型煤各个指标都达标,其跌落强度是90.1%、抗压强度是605N、防水时间是170h、灰分是12.43%、发热量是19.86MJ/kg,超过了文献报道煤与污泥按照70%：30%的比例混合,型煤的抗压强度为240N,发热量为17.83MJ/kg。(4)当煤、改性稻壳、生活污泥、改性除尘灰四者以55.0%：17.2%：18.9%：8.9%的比例混合,最终做出的型煤各个指标都达标。其中,跌落强度是89.3%、抗压强度是560N、防水时间是240h、灰分是11.92%、发热量是23.15MJ/kg。(5)本论文将农林业废弃物、生活污泥、工业废弃物废合理利用,以改性生物质、生活污泥、改性除尘灰做复合粘结剂,做出的生物质型煤跌落强度高、灰分小、发热量高,既提高了粉煤的利用率,又变废为宝,实现了资源的优化配置,具有一定的经济效益和环保效益。
彭好义[9]2009年在《石灰立窑代焦型煤的研制及其干燥与燃烧特性的研究》文中研究指明石灰立窑型煤代焦,可有效地缓解焦煤资源的紧缺和焦炭供需的矛盾,显着提高石灰生产的经济性,同时还可起到一定的节能与环保功效,是一项应用价值高、市场前景广的新课题。论文以研制满足氧化铝工业机械混料式石灰立窑生产要求的代焦型煤为研究目标展开。首先全面系统地阐述了型煤的特点、成型方法、粘结机理、应用情况及发展趋势,解释了型煤代焦的原因并进行了可行性分析。然后在确定石灰立窑代焦型煤具体考核指标的前提下,以低阶无烟煤为原料,并掺配少量烟煤,筛选出一种以镁基固化剂、镁基活化剂、生物质纤维和减水剂组成的复合粘结剂,采用L27(3~(13))的正交试验和多指标综合加权评分法,通过极差分析、方差分析确定代焦型煤复合粘结剂配方及与之匹配的关键成型工艺参数,并对粘结剂的粘结机理及防水性能进行了分析。试验结果表明,石灰立窑代焦型煤复合粘结剂的最优组合为4%的镁基固化剂、0.6%的镁基活化剂、1%的生物质纤维和0.12%的减水剂;相应的关键成型工艺参数为:成型压力20kN,成型水分17%,煤料粒度组成为0.5mm以下粒级含量58%、0.5～1mm粒级含量为14%、1～2mm粒级含量17%、2～3mm粒级含量11%;烟煤的掺配量为无烟煤的10%;生物质纤维对型煤的抗跌强度具有明显的增强作用;代焦型煤在低干燥强度下具有较好的防水性能。实验测试了代焦型煤的孔隙率,研究了代焦型煤的热对流干燥特性以及型煤含水率与其冷态强度的关系,并分析了型煤热对流干燥的传热传质机理。研究结果表明,代焦型煤的孔隙率ε为16.23%;其热对流干燥过程经历了升速干燥期、恒速干燥期和降速干燥期叁个阶段,其中以降速干燥期为主;型煤干燥过程中存在蒸发界面内移的现象;代焦型煤的冷态机械强度随其含水率的降低先升高后下降,存在一个极大值,代焦型煤干燥的最佳含水率为2.32%;代焦型煤干燥过程传热与传质相互耦合,在升速干燥与恒速干燥阶段,为外部条件控制过程,而在降速干燥阶段则为内部条件控制过程。基于Whitaker的体积平均理论,运用Darcy定律,从质量守恒和能量守恒的角度,建立了代焦型煤热对流干燥过程的数学模型,并以残余饱和度S_(ir)为判据将型煤干燥过程分为干区和湿区两个区域,干、湿区模型通过动态蒸发界面耦合。湿区模型以含湿饱和度S和温度T、干区模型以蒸汽压力P_g和温度T为基本状态参数。采用全隐式有限数值差分法对控制方程、边界条件和蒸发界面动态边界进行离散,将非线性方程组逐步线性化处理后采用迭代法进行数值求解。采用VB6.0编制计算程序,得到了代焦型煤热对流干燥过程中型煤含水率MC和温度T的变化曲线,计算结果与试验结果基本一致。然后利用该模型数值模拟具体分析了型煤尺寸、干燥介质温度、对流传热系数及传质系数等因素对代焦型煤干燥过程的影响。采用热重分析法对代焦型煤的热解和燃烧特性进行了实验研究,并将代焦型煤与无烟块煤和焦炭进行对比分析。研究结果表明,代焦型煤的着火性能、稳燃性能及综合燃烧特性优于焦炭和无烟块煤,而释热强度和燃尽性能介于焦炭和无烟块煤之间;代焦型煤燃烧属于一级反应模型,代焦型煤的平均活化能比焦炭小很多,而略高于无烟块煤;煅烧温度对单颗粒型煤燃烧速率的影响较小,在一定范围内减小型煤尺寸和改善通风条件有利于提高其燃烧速率,相同条件下,代焦型煤的燃烧速率低于焦炭而高于无烟煤块煤;代焦型煤比无烟煤块煤更适合作为石灰立窑的替代燃料。综合研究结果表明,代焦型煤在冷、热态机械强度以及燃烧特性方面均能满足机械混料式石灰立窑生产的要求,但也需相应地对石灰立窑进行一些必要的技术改造或变动。论文研究结果对石灰立窑型煤代焦具有重要的理论意义和指导价值。
罗小金[10]2008年在《生物质颗粒燃料燃烧的试验研究》文中研究表明本文根据生物质颗粒燃料燃烧特性、气化基本原理、燃烧设备热力特性参数及热性能指标,经过多次样机试制及改进,研制出适合于生物质颗粒燃料燃烧、供热量为10kw的试验用生物质锅炉。通过生物质颗粒燃料燃烧模拟试验,并结合灰熔融特征温度来预测生物质颗粒燃料燃烧的结渣特性,分析了生物质颗粒燃料结渣形成过程及其影响因素,实验得出玉米秸秆颗粒燃料具有严重结渣性。在保证充分燃烧和负荷要求的情况下,通过调整和控制燃烧风量、燃料量来降低炉内温度,防止或减轻结渣;应调整风速、风量,改善燃烧质量,将炉内烟气中还原性气氛降低,使结渣降低到最低水平。在设计的生物质颗粒燃料锅炉模拟燃烧试验台上,系统研究了生物质颗粒燃料锅炉的燃烧特性、排放特性和结渣特性规律。通过本试验研究也得出了最佳的二次风送风位置、一、二次风量配比率和最佳的燃料层厚度,并结合生物质颗粒燃料的燃烧机理及燃烧特性分析,为生物质颗粒燃料锅炉的设计提供科学依据。根据试验当中得出的二次风量、位置及厚度对锅炉的燃烧状况、排放、结渣等影响,为今后生物质颗粒燃料锅炉的结构定型提供了指导性意见。
参考文献：
[1]. 生物质复合型煤的研制及其燃烧、污染特性研究[D]. 何方. 昆明理工大学. 2001
[2]. 碱法制浆黑液制备型煤及其脱硫性能研究[D]. 田宝农. 青岛科技大学. 2018
[3]. 生物质复合型煤固硫特性研究[J]. 何方, 王华, 包桂蓉, 胡建杭. 热能动力工程. 2002
[4]. 沙柳/粉煤复合型煤的制备及燃烧特性研究[D]. 贾宇. 内蒙古农业大学. 2015
[5]. 含碳固废作型煤添加剂的研究及型煤特性分析[D]. 李毓婷. 山西大学. 2012
[6]. 煤与生物质混合动力学特性及成型燃料固硫特性研究[D]. 黄海珍. 吉林大学. 2007
[7]. 中国生物质型煤技术的研究现状[J]. 杨玉立, 朱书全, 王兴国, 王鹤. 洁净煤技术. 2007
[8]. 复合型生物质型煤的配方设计[D]. 马海娥. 宁夏大学. 2014
[9]. 石灰立窑代焦型煤的研制及其干燥与燃烧特性的研究[D]. 彭好义. 中南大学. 2009
[10]. 生物质颗粒燃料燃烧的试验研究[D]. 罗小金. 吉林大学. 2008
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