生物质型煤制备参数优化及燃烧污染物释放特征

摘要

民用固体燃料低效燃烧产生了大量污染物.根据我国经济发展水平和各地现实情况,消费适合农村和乡镇的清洁固体燃料是减少面源大气污染物排放的有效途径.用无烟煤分别与不同比例的生物质(小麦、玉米和水稻)秸秆混合、压制成型,制备民用固体燃料,通过正交试验研究优化无烟煤-秸秆生物质型煤的冷压成型工艺参数,并在典型的民用灶具上对生物质型煤的燃烧热效率和主要污染物排放因子进行了测试和分析.结果表明,在生物质质量分数20％、粒度上限1 mm、成型压力25 MP a、粘结剂质量分数10％等优化的制备工艺参数下,制得生物质型煤的抗压强度最高,达到15.98 kN/个,对应的落下强度值为99.87％;秸秆生物质型煤热效率增加了81％～137％,PM2.5的排放因子降低了90％～98％,CO的排放因子降低了48％～92％,NO2和SO2以及PM2.5颗粒物中有毒元素As、Se、Pb的排放因子也大幅度降低.生物质和无烟煤混合燃烧的协同作用是节能减排的重要原因,生物质的加入,降低了型煤的热解温度、着火点和燃烬温度,其热解气体助燃无烟煤颗粒、燃烬后体积收缩且多孔又为无烟煤的进一步燃烧提供了发达的气体通道,利于氧气与固相充分接触、燃烧,热效率提高,污染物的排放降低.