烟杆流化床给料及燃烧特性试验研究

摘要

当前能源环境问题严峻,生物质能由于其可再生性、对环境污染小等优点,逐渐引起各国重视。生物质流化床燃烧技术对于生物质的开发利用具有重要意义。本文主要以烟杆等生物质为研究对象,对生物质给料输送及给料系统开发、热重燃烧特性、流化床燃烧特性进行了研究。
　　本文首先介绍了生物质给料输送及给料系统开发。研究结果表明生物质物料输送时尺寸、水分含量要选择合适,新型生物质给料系统设计有料仓底部断开式拨料装置、变节距螺旋输送段和风冷播料装置。接着,通过热重分析方法研究了烟杆、棉杆、玉米杆三种生物质燃烧特性。热重燃烧试验研究表明生物质着火温度较低,失重过程主要发生在挥发分析出燃烧和焦炭燃烧两部分,燃烧特征参数值随升温速率的增加而增加,棉杆燃烧特性相对于其他两种生物质较好。最后进行了生物质流化床燃烧试验,分别研究了温度、过量空气系数、配风及床料对燃烧特性的影响,同时对不同生物质燃烧特性进行比较分析。研究表明床温为800℃时较适宜烟杆流化床燃烧,高铝骨料相对于煤灰能有效提高燃烧效率及降低主要污染物的排放浓度。通过烟杆中试循环流化床试验可以得出,给料量和一次风的变化对炉膛温度分布产生的影响要比二次风变化明显。
　　通过烟杆流化床给料及燃烧试验,得出几点燃生物质锅炉设计及运行相关技术措施和经验。烟杆给料可以采用新型给料系统设计方案,同时适当降低给料口位置。从适应性和经济性角度考虑,床料选取煤灰较适宜。在锅炉的受热面密集区(如对流管束)加上吹灰装置,同时增加炉膛灰斗数目。床温800℃、二次风/一次风值在1.2～1.4之间较适宜烟杆中试流化床燃烧。烟杆流化床锅炉运行时要对烟气主要污染物浓度进行适时监测,不考虑脱硫,但考虑炉内脱硝等方法降低污染物浓度。以上相关技术措施及运行经验为设计燃生物质流化床锅炉提供了理论及运行基础。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 生物质热利用技术

1.3 流化床燃烧技术

1.4 生物质流化床燃烧技术研究现状

1.5 课题的提出及意义

2 生物质给料输送试验及给料系统设计

2.1 生物质给料方式及装置

2.2 生物质给料输送试验

2.3 生物质给料系统设计

2.4 本章总结

3 烟杆热重燃烧试验

3.1 试验装置及分析方法

3.2 试验原料

3.3 热重试验结果分析

3.4 燃烧动力学分析

3.5 本章总结

4 烟杆小型流化床燃烧试验

4.1 试验台架及研究方法

4.2 试验原料

4.3 试验结果与分析

4.4 本章总结

5 烟杆中试循环流化床燃烧试验

5.1 试验台架及方法

5.2 试验结果与分析

5.3 本章总结

6 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 本文的特色

6.3 课题展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文、专利及参与项目