生物质与煤恒温下混燃特性及污染物释放规律研究

摘要

生物质的有效利用是缓解全球能源危机的有效途径。生物质与煤混烧是有效方式之一。目前针对生物质与煤混燃特性的研究多采用逐渐升温TG法。鉴于生产实际中燃料为恒温燃烧，本工作在自制恒温热重实验台上对生物质与煤混燃特性进行了研究。结果表明:燃料在恒温下与逐渐升温下的失重情况存在很大的差异，热重曲线没有呈现逐渐升温下明显的阶段性;随着生物质掺混比的增加，试样的燃烧得到明显的改善;温度的升高总是能改善试样的燃烧特性;不同煤种受掺混生物质的影响作用也不尽相同，掺混生物质对难燃煤种改善燃烧特性的效果比易燃的煤种明显;生物质的种类对恒温混燃特性也存在一定的影响，含挥发分与水分含量高的生物质在燃烧初期的影响作用明显，含灰分含量高的生物质在燃烧后期的影响作用较差。同时，针对在恒定高温条件下生物质与煤混燃特性的分析，本文提出了恒温混燃判定方法，利用“过燃份额”“燃尽时间”“稳定因子”“参差指数”等参数对混燃效果进行了量化的判定研究。结果显示，该方法能够为全面地解析恒温条件下生物质与煤混燃特性提供一种新的思路。针对低温着火实验结果，利用传统的lnln法和本文所提出的级数拟合法进行了数据拟合，并比较了拟合度和相关动力学参数。分析表明:级数拟合法比lnln法的适用范围更大，能够包涵整个燃料燃烧过程;对不同生物质掺混比求得的表观活化能数据表明，级数拟合法能更真实地反应实验现象。利用恒温管式炉污染物监测系统进行了NO及SO2释放规律的监测实验。研究表明:掺混生物质有助于降低燃料的NO及SO2释放;温度升高总是能够促进NO及SO2的释放。掺混生物质对不同煤种的抑制NO及SO2释放效果不同，对挥发分含量低的煤种抑制NO释放作用效果弱于挥发分含量高的煤种;生物质的种类也存在一定的影响，掺混含氮（或硫）量高或含灰分高的生物质对燃料的NO（或SO2）释放效果更明显。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究动态

1．3 本文主要工作

第2章 生物质与煤恒温混燃特性实验研究

2．1 引言

2．2 实验装置及燃料

2．3 实验方法及工况

2．3．1 实验方法及步骤

2．3．2 实验工况的选择

2．4 结果与讨论

2．4．1 两种热重曲线比较

2．4．2 掺混比的影响

2．4．3 温度的影响

2．4．4 煤种的影响

2．4．5 生物质种类的影响

2．5 本章小结

第3章 生物质与煤恒温混燃特性判定方法研究

3．1 引言

3．2 研究方法

3．2．1 常规研究方法

3．2．2 新混燃特性判定方法

3．3 结果与分析

3．3．1 掺混比的影响

3．3．2 煤种的影响

3．3．3 温度的影响

3．4 本章小结

第4章 生物质与煤低温着火实验研究

4．1 引言

4．2 实验工况

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 掺混比的影响

4．3．2 温度的影响

4．3．3 煤种的影响

4．3．4 生物质种类的影响

4．4 本章小结

第5章 生物质与煤低温着火活化能求解方法研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．3 活化能求解方法

5．3．1 传统lnln法

5．3．2 级数拟合法

5．3．3 拟合效果比较

5．3．4 结果分析比较

5．4 本章小结

第6章 生物质与煤恒温混燃NO及SO2释放规律

6．1 引言

6．2 实验部分

6．2．1 实验装置

6．2．2 分析方法

6．3 污染物NO测定结果与讨论

6．3．1 掺混比的影响

6．3．2 温度的影响

6．3．3 煤种的影响

6．3．4 生物质种类的影响

6．4 污染物SO2测定结果与讨论

6．4．1 掺混比的影响

6．4．2 温度的影响

6．4．3 煤种的影响

6．4．4 生物质种类的影响

6．5 本章小结

第7章 全文总结与下一步工作

7．1 全文总结

7．2 下一步工作建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢