生物组分对生物质与煤混燃特性及污染排放特性的影响

摘要

在面临能源短缺与环境污染的双重压力下，开发一种新的可再生能源势在必行。目前，国内外生物质能的利用技术多种多样，其中，生物质与煤混燃是一种降低污染排放、提高生物质利用率的有效方法。本文以生物组分为重点研究对象，利用热重差热分析仪和管式炉分别对生物质与煤混燃特性以及污染排放特性进行研究。
　　首先采用GB/T2667.10-1995造纸原料综纤维素含量的测定方法、硝酸-乙醇法和硫酸法对玉米秸秆、稻草、稻壳和锯末进行生物组分含量测定，结果显示：四种生物质样品中综纤维素含量均明显高于木质素含量，其中锯末中纤维素和木质素含量最高，半纤维含量最高的是玉米秸秆。利用热重差热分析仪研究了生物组分对生物质与煤混燃特性的影响，结果表明：玉米秸秆含量由0％增至100％时，着火温度下降约140℃；生物质中纤维素含量越高，混燃失重越大，挥发分的析出与燃烧越剧烈；木质素含量越高，混燃失重越小，焦炭燃烧反应越剧烈；半纤维素的燃烧以挥发分燃烧为主，半纤维素含量越高，越促进挥发分和焦炭的燃烧，但影响程度低于纤维素或木质素的影响。
　　利用批量式管式炉实验研究生物组分对生物质与煤混燃污染排放特性的影响，结果表明：随着玉米秸秆含量的增加，NO的释放并未表现出明显的规律性，而SO2转化率由76.07％降至43.10％；当燃烧温度由700℃升至900℃时，NO与SO2的总浓度和转化率均随之上升；经分析，NO释放量最大的是木聚糖，其次是纤维素，木质素最少；而SO2释放量最大的是木质素，最小的是半纤维素，而纤维素基本没有SO2析出。
　　建立了生物质与煤混燃的反应动力学模型，并通过灰色理论对影响生物质与煤混燃污染排放特性的各因素进行关联度分析，确立各因素主次关系。