生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究
【作者】 鲁光武
【导师姓名】陈海平
【学位名称】硕士
【学位年度】2014-01-01
【学位授予单位】暂无
【分类号】TK16
【录入时间】2017-06-21
【摘要】生物质是一种清洁可储存的可再生能源，值得引起政府与科技的关注。生物质与煤混燃是合理利用生物质经济有效的方法之一。研究生物质与煤混燃的燃烧特性可为大型燃煤电厂掺烧生物质提供燃烧技术与燃烧设备上的依据与指导。首先，本文用STA449C热重分析仪研究了三种不同成型生物质燃料颗粒（木屑、稻草、谷壳）与耒阳无烟煤在单烧与混烧下的燃烧特性，深入探讨了生物质种类、粒径大小和掺混比例等参数对样品燃烧特性的影响。结果表明，生物质的燃烧失重明显分为两个阶段：第一阶段（250~350℃）是生物质中挥发分释放燃烧阶段；这一阶段失重范围较大，反应温度区间较窄，为生物质燃烧的主体阶段。第二阶段（350℃以上）是生物质固定碳燃烧阶段；这一阶段失重相对缓和，反应的温度变化范围较宽，此阶段的失重量和失重速率明显低于第一阶段。而无烟煤因挥发分含量低，挥发分释放阶段并不明显。但当无烟煤中混烧生物质后，燃烧特性曲线有向低温方向移动，且随着生物质掺混比的增加，着火温度、挥发分及焦炭最大燃烧速率温度、燃烬温度呈现降低趋势。在生物质粒径大小上得出粒径为R200下的生物质比R90下的生物质更适合在燃煤电厂中掺烧。其次，本文利用Coats-Redfern法对热重实验数据进行了动力学计算分析，计算得到了三种生物质和无烟煤在单烧与混烧下高、低温阶段动力学参数，并用综合燃烧特性指数SN进行了计算分析。对于三种生物质与无烟煤单独燃烧时，无烟煤的活化能远大于三种生物质。生物质与无烟煤混烧时活化能随着生物质掺混比例的增加而减小，从而使生物质和煤的燃烧速率随生物质掺混比的升高而逐渐增大。活化能与综合燃烧特性指数的计算表明无烟煤中掺烧部分生物质有助于改善煤的着火性能，对无烟煤的燃烧有催化促进作用。
【外文摘要】暂无