秸秆生物质燃料燃烧特性分析 (陈亮A)
秸秆生物质燃料意义与燃烧特性分析
作者：陈亮
生物质是一种贮存太阳能的可再生能源,用现代技术可以转化成固态、液态和气态燃料,在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的能源,并占有重要地位[
生物质资源包括薪柴、农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,以及农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物、生活污水和水生植物等
欧洲主要国家生物质能的开发利用均以丰富的森林资源为基础.而我国有丰富的农作物秸秆资源,国内现有的生物质锅炉主要以燃烧农作物秸秆为主,但由于我国秸秆生物质资源的开发利用尚处于起步阶段,其中约有 1.45×108 t用作畜牧饲料,9.1×107t用作还田肥料,1.4×107 t用作工业原料,2.8×108 t作为农民传统的生活燃料,余下的1.0×108 t左右在田间地头被直接焚烧了,这不仅污染环境,还造成能源浪费。因此,积极开发利用生物质能对解决能源短缺和协调环境发展有重要意义.
生物质燃料特性分析根据发电燃烧的特点,农作物秸秆一般分为两类:一类为黄色秸秆又称软质秸秆,主要包括麦秸、玉米秸和稻草等,在生物质秸秆燃烧应用中占很大比重;另一类为灰色秸秆又称硬质秸秆,主要包括棉秆、麻秆等。
我国常见的、有代表性的3种黄色秸秆(稻草、麦秸和玉米秸)为研究对象,分析其燃料特性,并判别其燃烧过程中的结渣特性。不同生物质的元素分析结果不同,灰分组成也有明显的差异.
常见生物质燃料和烟煤的工业成分分析及元素构成分析种类工业分析成分/% MdafAdafVdafCgd元素组成/% CdafHdafSdafNdaf低位发热值Qydw/kJ ?kg-1稻草4.9713.8665.1116.0648.305.300.090.8113980麦秸4.938.9067.3619.3549.606.200.070.6115370玉米秸4.875.9371.9517.7549.306.000.110.7015680烟煤 1.09 24.64 31.58 42.69 57.12 2.91 0.82 0.98 24300
常见生物质燃料和烟煤的灰分组成/% 生物质灰分灰分含量
SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3Cl麦秸
7.055.31.90.10.76.11.11.725.64.41.3稻草18.774.71.00.10.83.01.71.012.31.21.2玉米秸3.272.24.30.24.75.13.91.34.40.1 22.8 烟煤11.7 46.9 19.6 1.3 23.8 2.2 1.4 0.4 0.5 生物质的挥发分含量较多,特别是玉米秸的挥发分高达70%,远远超过烟煤;生物质固定碳含量较低,不到20%,而烟煤的固定碳含量超过生物质的两倍;另外,生物质的含硫量和热值明显低于烟煤.3种生物质中灰分含量相差很大,玉米秸的灰分含量最低,稻草的灰分含量最高,麦秸和玉米秸的灰分含量远低于烟煤;生物质灰分中SiO2和CaO含量较高,均超过烟煤,其中SiO2含量超过总灰分的50%;另外,生物质灰中的碱金属氧化物(K2O+Na2O)的含量远远高于烟煤.
生物质特性对燃烧的主要影响有以下4点:
一是含水量高、热值低,产生的烟气体积较大,排烟热损失较高,因而炉膛温度低,燃烧效率也较低;
二是挥发分含量高,析出速度快,燃料在炉内能快速着火燃烧,燃烧时需补充大量空气,否则会造成空气供给量不足,难以保证生物质燃料充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率;
三是固定碳的含量远小于烟煤,由于固定碳的燃点高,其含量越高越难燃烧,因此生物质很容易燃烧;
四是生物质燃料中的硫、氮、碳含量较低,可以降低电厂SO2和NOx 的排放,CO2近似零排放.
生物质结渣特性的判别目前主要是根据灰成分,采用碱性指数、碱
酸比的方法评价生物质积灰结渣的特性,稻草的结渣性最强,其次是麦秸,玉米秆的结渣可能性较小.由碱酸比判别法得到的结果与碱性指数法相比存在一些差异,对于生物质而言,说明用酸碱比判别法判别结渣特性有待进一步研究。
生物质是清洁的可再生能源,这是生物质锅炉发展的主要优势之一.然而由于秸秆生物质自身的燃料特性,以及碱金属和氯的存在,使得生物质直燃锅炉比燃煤锅炉更容易产生积灰、结渣和腐蚀等问题.目前生物质利用中普遍存在的碱金属问题,直接制约了生物质锅炉的发展,这已引起国内外学者的广泛关注.
主要碱金属对结渣的影响结渣是个复杂的物理化学过程,其主要形态是以黏稠或熔融的沉淀物形式出现,而造成结渣的一个重要原因是燃料层的温度高于灰的软化温度.在燃煤锅炉的燃烧过程中,过量空气系数、炉膛温度等参数对结渣率有重要影响,而生物质具有区别于煤炭的燃料特性,除了以上参数的影响外,碱金属特别是K,Cl,S元素对积灰结渣和腐蚀有重要影响. K元素在秸秆生物质中含量较高,主要形成氧化物、氯化物和硫酸盐,这些化合物都表现为低熔点.当K及其化合物凝结在飞灰颗粒上时具有黏性和低熔点,K的凝结速度和扩散速率对灰粒熔点和黏性有着决定性作用。
Cl元素在生物质燃烧中起着传输作用,有助于碱金属元素从燃料颗粒内部迁移到颗粒表面与秸秆生物质燃料燃烧特性分析其他物质发生化学反应,而且Cl元素有助于碱金属元素的气化,与碱金属物质反应生成相对稳定且易挥发的碱金属氯化物.另外,Cl元素,特别是K
元素的化合物,还有助于增加无机化合物的流动性.碱金属,S,Cl元素挥发出来,相互之间发生化学反应,然后以硫酸盐或氯化物的形式凝结在飞灰颗粒和受热面壁面上,多数硫酸盐呈熔融状态,增加了沉积层表面的黏性,加剧结渣程度.随着碱金属元素气化程度增加,沉积物数量及黏性也不断增加.同时,还会发生气体和沉积物灰渣本身的反应,使结渣层更厚. 我国常见的3种秸秆生物质(稻草、麦秸和玉米秸)的灰分,稻草的碱金属氧化物(K2O+SiO2+SO3)含量约为88.2%,麦秸约为85.3%,玉米秆约为76.7%。通过以上碱金属对结渣影响的分析可以看出,稻草的结渣性大于其他两种秸秆. 氯对腐蚀的影响生物质燃料的Cl含量比煤炭高,Cl元素可以将K从稳定的硅酸盐中吸收出来,形成低熔点腐蚀性强的硫酸盐，一方面,这些硫酸盐在管壁上结成釉瓷状的渣膜,该渣层在表面温度升高融化时放出SO3并向内外扩散,使管壁氧化层破坏;另一方面,这些硫酸盐再吸收SO3并与Fe2O3,Al2O3生成焦硫酸盐,该盐通常在管壁温度下呈熔融状态,对管壁的氧化膜造成腐蚀. 另外,HCl也是Cl析出的一种重要形式,它对于金属的高温腐蚀有重要影响，玉米秆的燃烧过程中Cl对腐蚀的影响会更加严重.
我国的生物质直燃技术主要以燃烧农作物秸秆为主,而秸秆生物质的燃料特性和煤炭有很大差距,这些燃料特性导致不同生物质结渣特性的差异.在我国具有代表性的3类生物质秸秆中,稻草的结渣性远高于玉米秸,生物质中碱金属和Cl的含量会加剧结渣和腐蚀的可能.因此,研究生物质燃料特性有利于减轻燃烧中存在的结渣腐蚀等问题,并可促进生物质燃烧技术的发展，提高生物质锅炉的使用。我国在这
方面需要加强向生物质燃料利用很成熟的国家，特别是北欧国家学习。
生物质燃料特性指标
1、生物质成型燃料 木质颗粒燃料 以农林剩余物（锯末、林木剪枝等）为原料，经（粉碎）、干燥、压缩成型、冷却、包装等工艺过程生产出不同规格的颗粒状燃料。与矿物能源相比，该燃料在燃用过程中对环境污染小、可再生、运输存储方便等特征，可替代常规化石能源，用于城镇集中供热、企业生产用能、别墅供暖等领域。 秸秆颗粒燃料 以农林剩余物（玉米秸秆、豆秸、棉秸、花生壳等）为原料，经粉碎、（干燥）、压缩成型、冷却、包装等工艺过程生产出不同规格的颗粒状燃料。与矿物能源相比，该燃料在燃用过程中对环境污染小、可再生、运输存储方便等特征，可替代常规化石能源，用于城镇集中供热、企业生产用能、别墅供暖、农村炊事采暖、生物质发电等领域。
秸秆块状燃料 以农林剩余物（玉米秸秆、豆秸、棉秸、花生壳等）为原料，经粉碎、（干燥）、压缩成型、冷却、包装等工艺过程生产出的块状燃料。与矿物能源相比，该燃料在燃用过程中对环境污染小、可再生、运输存储方便等特征，可替代常规化石能源，用于城镇集中供热、企业生产用能、别墅供暖、农村炊事采暖、生物质发电等领域。 木片燃料 以林业剩余物（林木修枝、林业加工剩余物等）为原料，通过专业设备加工成一定形状和尺寸的燃料。与矿物能源相比，该燃料在燃用过程中对环境污染小、可再生等特征，可替代常规化石能源，用于城镇集中供热、企业生产用能、农村炊事采暖、生物质发电等领域。 生物质型煤 生物质型煤是指煤中按一定比例加入可燃生物质（ 如秸秆）和添加剂后压制成型的产 品。生物质型煤层状燃烧可以有效提高热效率、减少污染物排放，是一种清洁能源。生物质型煤清洁燃烧机理：一是起火温度低、燃烧快，减少了高温燃烧产生的氮氧化物； 二是由于
生物质燃料的燃烧特性
生物质燃料的燃烧特性 目前，生物质最主要的利用方式就是生物质燃烧。研究生物质燃料的组成成分，了解其燃烧特点，有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。从刘建禹、翟国勋等[20]对生物质燃料特性的研究可以发现，生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异。从化学的角度上看，生物质属于碳氢化合物，含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右，相当于褐煤中的含碳量。因此，生物质燃料不抗烧，热值较低；若生物质燃料中含氢量变多，挥发分就明显增多。生物质燃料中的碳元素多数和氢元素结合成小分子的碳氢化合物，燃烧需要长时间的干燥，在一定的温度下热分解而析出挥发物。所以，生物质燃料易被引燃，燃烧初期，烟气量较大；生物质燃料含氧量明显地多于煤炭，它使得生物质燃料热值低，但易于引燃；生物质燃料的密度小于煤炭，其质地较疏松，特别是农作物秸杆和一些粪类，因此生物质燃料易于燃烧和燃尽，但其热值较低，发热量小，灰烬中残留的焦碳量少于燃烧煤炭；生物质燃烧排放烟气中硫氧化物和氮氧化物含量较少，故对环境的污染将小于燃烧煤炭等化石燃料，燃烧时无需设置控制气体污染装置，从而降低了成本，这也是生物质优于化石燃料的一方面[22]。生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的燃烧和残余焦炭的燃。 本文有宇龙机械整理。 4 烧，其主要燃烧过程的特点是[23]： (1)生物质水分含量较多，燃烧需要较长时间的干燥，产生的烟气量较大，排烟造成热损失较高； (2)生物质燃料的密度较小，结构比较疏松，燃烧时受风面积大，较易造成悬浮燃烧，容易产生一些黑絮； (3)由于生物质热值低，发热量小，在锅炉内比较难以稳定的燃 烧； (4) 由于生物质挥发份含量高，燃料着火温度较低，一般在250℃ ~350℃温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足，将会增大燃料的化学不完全燃烧损失； (5)挥发份析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃尽困难，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。 生物质燃烧利用现状 涂装生物质燃烧机第一品牌-淳元将陆续为你带来行业新资讯。 生物质是全球应用最广泛的可再生能源，自从远古时代人类开始使用这种能源。人们主要是将生物质进行燃烧，其产生的热能可以用于做饭，取暖等日常生活；或者将生物质进行厌氧发酵生产沼气，也可以用来替代生物质能源，尤其是在发展中国家[20]。我国是一个发展中的农业大国 ，生物质资源十分丰富，每年农作物秸秆产量达几亿吨。生物质是唯一可转化成可替代常规液态石油燃料和其他化学品的烧，其主要燃过程的特点是[23]：(1)生物质水分含量较多，燃烧需要较长时间的干燥，产生的烟气量较大，排烟造成热损
生物质燃料燃烧特性
生物质燃料燃烧特性 Prepared on 22 November 2020
生物质燃料燃烧特性 生物质由C、H、O、N、S等元素组成，是空气中CO2、水和阳光通过光合作用的产物，且有挥发份高，炭活性高、S、N含量低（%%，%--3%，）灰分低（%%）等特点，生物质燃料中可燃部分主要为纤维素、半纤维素、木质素、按质量计量，纤维素占40%--50%，半纤维素20%--40%，木质素占10%--20%。 由于与化石燃料特性不同，生物质燃料的燃料机理、反应速度及燃料产物成分与化石燃料的相比都有较大的差别。生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的析出，燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。其燃烧过程的特点： ①水分含量多，燃料需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟损失较高。 ②燃料的密度小，结构松散，迎风面积大，易吹起，悬浮段燃 烧份额较大。 ③发热量低，灰熔点低，炉内温度水平低，组织稳定的燃烧比 较困难。 ④由于挥发份高，燃料着火温度较低，一般在250—350℃温度下挥发份便大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气量不足，会增大化学不完全燃烧损失。 ⑤会犯分析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃尽困难，燃烧过度缓慢，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。 ⑥秸秆等部分生物质燃料含氯量较高，因此需要对床层部分结构和运行工况加以特殊考虑，防止其对床层部分的腐蚀。 由此可见，生物质燃烧设备的设计和运行方式的选择应从不同种类生物质燃料特性出发才能保证生物质燃料设备运行的经济性和可靠性，提高生物质开发利用的效率。
生物质燃料燃烧特性
生物质燃料燃烧特性 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
生物质燃料燃烧特性 生物质由C、H、O、N、S等元素组成，是空气中CO2、水和阳光通过光合作用的产物，且有挥发份高，炭活性高、S、N含量低（%%，%--3%，）灰分低（%%）等特点，生物质燃料中可燃部分主要为纤维素、半纤维素、木质素、按质量计量，纤维素占40%--50%，半纤维素20%--40%，木质素占10%--20%。 由于与化石燃料特性不同，生物质燃料的燃料机理、反应速度及燃料产物成分与化石燃料的相比都有较大的差别。生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的析出，燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。其燃烧过程的特点： ①水分含量多，燃料需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟损失较高。 ②燃料的密度小，结构松散，迎风面积大，易吹起，悬浮段燃 烧份额较大。 ③发热量低，灰熔点低，炉内温度水平低，组织稳定的燃烧比 较困难。 ④由于挥发份高，燃料着火温度较低，一般在250—350℃温度下挥发份便大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气量不足，会增大化学不完全燃烧损失。 ⑤会犯分析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃尽困难，燃烧过度缓慢，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。 ⑥秸秆等部分生物质燃料含氯量较高，因此需要对床层部分结构和运行工况加以特殊考虑，防止其对床层部分的腐蚀。 由此可见，生物质燃烧设备的设计和运行方式的选择应从不同种类生物质燃料特性出发才能保证生物质燃料设备运行的经济性和可靠性，提高生物质开发利用的效率。
秸 秆 燃 料 的 特 点
秸秆燃料的特点 “秸秆燃料”是指以农村固体废弃物为原料，经粉碎加压增密或成型的固体燃料，其密度为0.8-1.4g/cm3 , 一般热值在3200-4500大卡之间，灰份为5％左右，含硫量在5?以下，是高挥发性的固体燃料，燃料率达95％以上。燃尽的灰份可做为优质的钾肥直接还田改良土壤。 秸秆燃料成型机是我公司独家设计、生产的由变速系统、压辊、压块工作部件、进料器、机架等部件组成的成套设备。 秸秆燃料具有以下特点： ?特点一： 1、环保节能：以农村的玉米秸秆、小麦秸秆、棉秆、稻草、稻壳、树技、花生壳、玉米芯等废弃物为原料。 2、比重大，燃烧时间长：秸秆经粉碎加工压增密成型，密度加大。成型产品的体积公相当于原秸秆的1/30。大大延长了秸秆燃烧时间，是同重量秸秆的10-15倍。 3、热值高：秸秆燃料是在高温挤压下不完全碳化的过程中成开型的。成型产品比原秸秆的热值提高500-1000大卡。 4、体积缩小便于燃烧、贮存和运输。 5、应用范围广，可以代替木柴、液化气等，广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉……，是国内新型的环保清洁可再生能源。 ?特点二：生产加工程序
将超过600mm的物料用草机切割或用粉碎机进行粉碎，其物料粒长度和含水量均在规定范围内；与上料机（皮带传送机）或人工将物料均匀送到成型机上方料口内，进行压制即是成品。从原料来源到燃料使用的流程为：物料回收→粉碎→上料→压制成型→输出冷却→运输→民用、小型锅炉、生物质发电厂。 特点三：固体压块成型原理 JBM系列秸秆燃料成型机，采用平模块状与压轮之间挤压力和模孔摩擦力相互作用原理，使物料获得成型。物料在加工过程中无需加入任何添加剂或粘结剂。秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，属于苯丙烷型的高分子化合物。具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体在常温下主要分布不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到一定时，木质素软化粘结力增加，并在一定压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形、延展，内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接，重新组合压制成型。
生物质直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术 、引言 目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。 、生物质燃烧的特性 了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。 由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低； 3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小， 尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。 三、生物质燃料直接燃烧技术 直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。 目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种： 3.1 生物质直接燃烧流化床技术 采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。 生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可
利用废弃秸秆固化成型燃料可行性分析
利用废弃秸秆固化成型燃料可行性分析 摘要：能源作为社会发展的要素，在经济生活中发挥着独特的作用，是经济可持续发展的物质基础。但是随着世界各国经济的飞速发展，环境保护意识的增强，其环境污染、短缺等问题日益凸显，人们对于新型能源的开发与利用越来越重视。利用废弃秸秆固化成型燃料的新型能源，成为许多有识之士关注的焦点。在煤炭污染环境，不用又不行的两难境地中，废弃秸秆固化成型燃料的新型能源以其着火性能好、燃烧充分、污染小、节能效益明显而备受关注，如若能够推广，可谓一举多得。 一、农村废弃秸秆的利用概况 我国农村每年农作物秸秆的产量达60-80亿吨，其中玉米秸秆的面积、产量最大，利用潜力也最大。随着农业生产方式的不断进步，农业生产水平的逐步提高和思想观念的转变，秸秆很少再用于烧饭、施肥。用作饲料的数量不到5%，利用秸秆还田、副业加工少于5%，出现大量的秸秆积压闲置，大量焚烧不仅对环境造成严重污染，而且也对资源造成了巨大的浪费。 秸秆经机械加工粉碎后还田，虽说进度快，可以增加土地的有机质，但也存在一些弊端。如秸秆还田既不好平整土地，也易造成土地透气死苗，渗水量大，同时也容易滋生
病虫害。长期秸秆机械还田还会造成土地养分失调。 充分开发利用农作物秸秆成为农业发展的重要课题之一，既符合我国国情，也顺应国家的大政方针。 二、废弃秸秆固化成型燃料的产业化分析 我国农村废弃秸秆资源巨大，在化石能源价格不断上涨，农民家庭用于支出能源消费的比例增大的今天，农民期盼着低廉的废弃秸秆固化成型燃料在农村推广，当新型废弃秸秆固化成型燃料出现在农户面前时，农民对其会产生特殊的感情。 废弃秸秆固化成型燃料这一能源转换技术的出现，对农村经济发展具有重要意义。废弃秸秆散状直接燃烧热效率不足20%，废弃秸秆固化成型燃料则达40%以上，提高了热利用率节约了资源。废弃秸秆固化成型燃料的利用可以代替部分煤炭、液化气等化石能源，缓解化石能源危机局面；废弃秸秆固化成型燃料的显著特点是储存、运输方便，有利于产业化生产；再加上废弃秸秆固化成型燃料的环保功效，有利于改善农村生活环境，对农村环境保护、乡村洁净工程和文明生态村建设具有重要的现实意义。废弃秸秆固化成型燃料产业化发展到年产168万吨，可获得如下效益： 1.解决84万户一年的生活燃料问题、代替燃煤117.6-134.4万吨/年，节约了煤炭资源，同时，节省资金35280万元-40320万元/年，并相应减少煤炭运输带来的费
九年级：物理教案-燃料及其热值
初中物理新课程标准教材 物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 物理教案 / 初中物理 / 九年级物理教案 编订：XX文讯教育机构
物理教案－燃料及其热值 教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识，可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助，本教学设计资料适用于初中九年级物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 教学目标 知识目标 （1）知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能； （2）知道什么是燃料的燃烧值和单位，会查燃料燃烧值表． 能力目标 会计算某种燃料完全燃烧放出的燃料． 情感目标 结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义． 教学建议 教材分析 本节有两部分，“燃料的热值”从生产和生活的一些现象出发，说明了现代社会中使用的能源主要是内能，且由燃料燃烧得到．又提供了科学资料，列举了几种燃料的热值，并给
出了热值的定义和单位，本处要求学生能做简单的计算． “有效利用燃料”直接联系实际介绍了燃料燃烧利用的情况，并分析现代的大型锅炉，说明了提高利用率的方法，最后结合具体数据介绍了提高燃料的利用率的实际意义．教法建议 引入新课的方法，可以由学生联系生产和生活的实际来举例分析，而知道在现代社会中，使用能量主要还是从燃料燃烧中获得的内能． “燃料的热值”，学生观察和分析教材的或教师提供的科技资料，学习热值的概念，并用简单的数学方法，会进行有关的热值计算． “有效利用燃料”，教师分析，使学生知道燃料实际很难完全燃烧，只有一部分被利用，引出了使用效率问题，可以用画比例图的方法让学生深入理解炉子的效率．接着学生阅读资料（课本上的或教师提供的）得出提高锅炉的效率和燃料的利用率的方法．本部分内容可以学生小组讨论．对于提高燃料利用率，也是采用提供学生学习资料，学生可以课下收集相关内容学习，提高学生信息收集和处理能力．学生从学习中体会到可持续发展的思想．教学设计方案 燃料及其热值 【课题】燃料及其热值
生物质燃料与其它燃料的对比
生物质燃料与其它燃料的对比 什么是生物质成型燃料？ 众所周知，人类的生存和发展离不开能源。随着世界能源需求量的迅猛增长，以煤、石油、天然气为代表的常规能源将最终被开采殆尽，同时大量使用这些化石燃料会导致一系列严重的环境污染问题。因此，大力提高能源的利用效率，以高新技术开发低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然气等不可再生能源，是解决能源危机和环境问题的重要途径。 在众多的可再生能源中，生物质能以其资源储量丰富、清洁方便和可再生的特点，具有极大的开发潜力。生物质能是指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，即以生物质为载体的能量，是太阳能的一种表现形式。生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。我国有着丰富的生物质资源，据统计，全国桔杆年产量约5. 7亿吨，人畜粪便约3. 8亿吨，薪柴年产量（包括木材砍伐的废弃物）为1. 7亿吨，还有工业排放的大量有机废料、废渣，每年生物质资源总量折合成标准煤约3 亿吨。我国直接利用生物质能已有几千年的历史, 但利用效率极低，即使是目前农村已较普遍推广的省柴节煤灶, 热效率也仅20 % 左右。近年来，在一些经济发达的城市周边地区, 农民大量使用优质高效燃料, 用于炊事、取暖，而将农作物桔杆直接放在农田焚烧,浪费了能源，也污染了环境。生物质能资源结构疏松,能量密度低，仅是标准煤的一半多一些，且不易贮运。 生物质成型燃料是将秸秆、稻壳、锯末、木屑等生物质废弃物，用机械加压的方法，使原来松散、无定形的原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料，其具有体积小、密度大、储运方便；燃烧稳定、周期长；燃烧效率高；灰渣及烟气中污染物含量小等优点。生物质成型燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要含有碳（C）、氢（H）、氧（O）及少量的氮（N）、硫（S）等元素，并含有灰分和水分。 各种成分构成其中： ◆碳：生物质成型燃料燃料含碳量少（约为40-45%），尤其固定碳的含量低，易于燃烧。 ◆氢：生物质成型燃料燃料含氢量多（约为8-10%），挥发分高（约为75%）。 ◆生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解而析出挥发物。 ◆硫：生物质成型燃料燃料中含硫量少于0.02%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了成本，又有利于环境的保护。 ◆氮：生物质成型燃料燃料中含氮量少于0.15%，NOx排放完全达标。 ◆灰分：生物质成型燃料，燃料采用高品质的木质类生物质作为原料，灰分极低，只有1%左右。 ◆生物质成型燃料的热值：生物质成型燃料的密度一般为1.1～1.4t/m3，热值约为 4,100±100Kcal/Kg。1吨生物质成型燃料相当于0.55～0.6吨标准煤或0.4吨柴油/燃料油。生物质成型燃料除具有生物质燃料的一般特点外，还具有以下优点： （1）密封塑料袋包装，装运方便，清洁安全； （2）固体颗粒，密度大、体积小，贮存方便；
生物质直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术 一、引言 目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。 二、生物质燃烧的特性 了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。 由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低；（3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小，尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。 三、生物质燃料直接燃烧技术 直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。 目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种：
3.1生物质直接燃烧流化床技术 采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。 生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可燃气体和固体颗粒进一步燃尽，同时可以将烟气中所携带的飞灰、床料分离下来，减轻尾部受热面和除尘设备的磨损。现在我国部分锅炉厂家与高等院校合作，已开发出甘蔗渣、稻壳、果穗、木屑等生物废料的流化床锅炉，并取得成功运行。 3.2生物质直接燃烧层燃技术 生物质直接燃烧层燃技术使用的燃料主要可分为农林业废弃物及城市生活垃圾，由于这两种生物质燃料的燃烧特点不同，因此，所设计的层燃锅炉结构也有所不同。 3.2.1农林业废弃物焚烧技术 一般农林业废弃物的挥发物含量高，析出速度快，着火迅速，而固定碳的燃烧则比较慢，因此对于此类锅炉的设计主要采用采用风力吹送的炉内悬浮燃烧加层燃的燃烧方式。农林业废弃物进入喷料装置，依靠高速喷料风喷射到炉膛内，调节喷料风量的大小和导向板的角度以改变草渣落入
常见生物质颗粒燃料的规格参数及性能指标
生物质颗粒燃料的规格参数及性能指标
根据外形尺寸，致密生物质颗粒可分成颗粒与压块两类。颗粒是指压缩而成的圆柱状生物质小段，其最大直径一般是25mm。压块可以是圆柱形的，也可以是方形的或者其他形状的，其直径应大于25mm，长度不能超过直径的5倍。 根据瑞典的标准，生物质颗粒被分成3级，其中第1级最好。
生物质颗粒燃料的介绍 生物质能源指由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，通过生物链转化为地球生物物质形态，经过加工为社会生活提供原料的能源。 生物质颗粒燃料是以木屑、竹屑、树枝等为原料，经过专业机械、特殊工艺，无任何化学添加剂，高压低温压缩成型的颗粒状燃料。生物质颗粒燃料发热量高，清洁无污染，是替代化石能源的高科技环保产品。 生物质颗粒燃料在燃烧时所释放出的CO2大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2，所以生物质颗粒的温室气体CO2为零排放。 生物质燃料属于可再生能源。只要有阳光存在，绿色植物的光合作用就不会停止，生物质能源就不会枯竭，温室气体保持动态平衡。没有任何的环境污染问题。 生物质颗粒燃料的加工程序如下：原料粉碎–原料筛选–烘干–高温压制成型–冷却–包装。 生物质颗粒燃料结合我公司研发的生物锅炉或燃烧器可替代现有煤、油、气、电等化石能源和二次能源，为工业蒸汽锅炉、热水锅炉、室内取暖壁炉等提供系统改造工程。在现有最节能的前提下，为使用单位节约能源消耗成本30%以上。 服务对象有：有供热需求的工厂企业（电镀、五金、喷涂、陶瓷、制衣印染、铝型材加工、制鞋底厂等）、星级酒店宾馆、大型综合性医院、高档写字楼、大学等的锅炉改造。 根据原材料不同，目前颗粒产品分为：杉木颗粒、松颗粒和秸杆颗粒。经过国际权威检测机构SGS公司专业检测，木质颗粒燃料全部产品所 1：
生物质燃料特性简介
生物质成型燃料简介 生物质成型燃料（BMF），是以农林废弃物（秸秆、稻壳、花生壳、木屑、树枝等）为原料，通过生物质固体燃料致密加工成型设备在特定的工艺条件下加工制成块状的高效燃料，是一种环保、可再生能源。生物质成型燃料的二氧化硫排放量是煤的1/28，是天然气的1/8，二氧化碳可做到零排放，可替代煤炭、天然气、液化气等不可再生资源，广泛应用于工商业生产和居民生活，是国家重点支持发展的新能源。（一）BMF物理特性 密度：800～1100 kg/m 热值低：3400～4000 kcal/kg（详见测试报告） 挥发份高：60～70% 灰分大：5～15%（不稳定） 水分高：5～12% 含硫量低：0.02～0.21%（常用的烟煤含硫量为0.32～3%） （详见测试报告） 常见生物质原料制成生物质成型燃料热值参考值 玉米秸秆：3470 kcal/kg 棉花秸秆：3790 kcal/kg 松木锯末：4010 kcal/kg 稻草：3470 kcal/kg 烟杆：3499 kcal/kg
花生壳：3818 kcal/kg （二） BMF燃烧特性 从燃烧特性曲线可以看出，BBDF燃烧分三个阶段进行：第一阶段（A-B）：水分蒸发阶段（～180℃）； 第二阶段（B-C）：挥发份析出、燃烧阶段（180～370℃），此阶段挥发份大量析出，并在300℃左右着火剧烈燃烧；
第三阶段（C-D）：固定碳燃烧阶段（370～620℃）。 BMF的燃烧具有如下特点： 着火温度低：一般为300℃左右 挥发分析出温度低：一般为180～370℃ 易结焦且结焦温度低：一般800℃左右 根据以上研究成果可知： 由于生物质燃料特性的不同，导致生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成份与燃煤相比都存在较大的差别，表现出与燃煤不同的燃烧特性。 （三）BMF燃烧原理 生物质燃料洁净燃烧必须满足三个条件： 1、要求较高的温度（不低于380℃） 2、可燃气体在高温区停留时间要长 3、充足的氧气
生物质能直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术的发展研究 摘要：随着能源危机和环境问题的日益严重，人们不断致力于开发研究低污染、可再生的新能源。在众多的可再生能源中，生物质能是一种储量丰富、清洁方便的绿色可再生能源，具有极大的开发潜力。为了大力开发利用生物质资源，分析比较了国内外生物质直接燃烧技术发展现状，提出应根据生物质燃料的燃烧特性，开发相应的燃烧技术和燃烧设备，以实现生物质资源的大规模集中高效利用。关键词：生物质；燃烧；锅炉 众所周知，人类的生存和发展离不开能源。随着世界能源需求量的迅猛增长，以煤、石油、天然气为代表的常规能源将最终被开采殆尽，同时大量使用这些化石燃料会导致一系列严重的环境污染问题。因此，大力提高能源的利用效率，以高新技术开发低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然气等不可再生能源，是解决能源危机和环境问题的重要途径。在众多的可再生能源中，生物质能以其资源储量丰富、清洁方便和可再生的特点，具有极大的开发潜力。 生物质能是指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，其主要来源是：农林废弃物、工业废水和废渣、城市生活垃圾以及人畜粪便等。目前，生物质的开发利用技术主要包括生物质的固化、气化、液化，以及生物质直接燃烧。国外许多国家都相继制定了各自的生物质能源研究开发计划，如美国的能源农场、日本的阳光计划、巴西的酒精能源计划以及印度的绿色能源工程等。就我国的基本国情和生物质利用开发水平而言，生物质直接燃烧技术无疑是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。 1生物质燃料的燃烧特性 研究生物质燃料的组成成分，掌握其燃烧特性，有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。从对生物质燃料特性的研究中可以发现，生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异，如表1所示。由于生物质燃料特性与化石燃料不同，从而导致了生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成分与化石燃料相比也都存在较大差别，表现出不同于化石燃料的燃烧特性。生物质
生物质燃料和固体矿物质燃料(煤)的主要差别
生物质燃料直接燃烧过程特性的分析 1 生物质燃料和固体矿物质燃料（煤）的主要差别 生物质燃料和煤碳相比有以下一些主要差别 1）含碳量较少,含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于生成年代较少的褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显地比煤炭少。因此, 生物质燃料不抗烧,热值较低。 2）含氢量稍多,挥发分明显较多。生物质燃料中的碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇一定的温度后热分解而折出挥发物。所以,生物质燃料易被引燃燃烧初期,析出量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。在使用生物质为燃料的设备设计中必须注意到这一点。 3）含氧量多。生物质燃料含氧量明显地多于煤炭,它使得生物质燃料热值低, 但易于引燃。在燃烧时可相对地减少供给空气量。 4）密度小。生物质燃料的密度明显地较煤炭低,质地比较疏松,特别是农作物秸杆和粪类。这样使得这类燃料易于燃烧和燃尽,灰烬中残留的碳量较燃用煤炭 者少。 5）含硫量低。生物质燃料含硫量大多少于 0."20%,燃烧时不必设置气体脱硫装置降低了成本,又有利于环境的保护。 2 生物质燃料的燃烧过程 生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程,又是燃料和空气间的传热、传质过程。燃烧除去燃料存在外,必须有足够温度的热量供给和适当的空气供应。它可分作: 预热、干燥（水分蒸发）、挥发分析出和焦碳（固定碳）燃烧等过程。燃料送入燃烧室后,在高温热量（由前期燃烧形成）作用下,燃料被加热和析出水分。随后,然料由于温度的继续增高，约250C左右，热分解开始，析出挥发分，并形成焦碳。气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧。一般情况下,焦碳被挥发分包 围着,燃烧室中氧气不易渗透到焦碳表面,只有当挥发分的燃烧快要终了时,焦碳及
秸秆燃料储运技术规范
秸秆燃料储运技术规范(草稿)(2006-09-15 16:22:33) 1 总则 本规范规定了秸秆燃料储存和运输的技术和管理要求，适用于露天存放的稻草、麦秸、玉米秸、棉杆等燃料堆场。 有意帮助秸秆发电企业买进或卖出秸秆燃料的专业的工厂、组织和对秸秆的综合利用感兴趣的个体，也可参照本规范执行。 2 秸秆燃料堆场的选址与布局 2.1 秸秆燃料堆场应设置在企业、居民居住地全年风向最小频率的上风侧。 2.2 秸秆燃料堆场应远离生产区、生活区。一般要求：储量在两万吨以上的大型秸秆燃料堆场，与生产区、生活区的距离应在一百米以上；两万吨以下的中小型秸秆燃料堆场，与生产区、生活区的距离应在五十米以上。 2.3 秸秆燃料堆场应具备充足的消防水源和畅通的消防车道。 2.4 秸秆燃料堆场距场外道路边不应小于十五米，距场内主要道路路边不应小于十米。 2.5 秸秆燃料堆场地应当平坦、不积水，垛基需比自然地面高出三十厘米。 2.6 秸秆燃料堆场应当设置警卫岗楼，其位置要便于观察警卫区域。岗楼内要安装消防专用电话或报警设备。 2.7 秸秆燃料堆场四周应当设置围墙或铁刺网。墙（网）高度不低于两米，与堆垛之间的距离不小于五米。 3 秸秆储存 3.1 对准备码垛存放的秸秆燃料要严格控制水份。码垛时，稻草、麦秸、玉米秆含水量不应超过百分之二十，并作好记录。 3.2 秸秆堆垛的长边应当与当地常年主导风向平行。 3.3 秸秆燃料堆场每个总储量不得超过二万吨。垛顶披檐到结顶应当有滚水坡度。堆垛储量、规格及间距应当符合表1规定。 表1 堆垛储量、规格及间距 品种垛储量(t)垛距(m)垛头距(m)每组垛数组距(m)每区组数区距(m)长×宽×高(m) 稻草 麦秸 500 4 8 6 15 6 40 30×10×13 棉秆 玉米秆1000 15 20 4 2 0 4 40 50×15×13 3.4 稻草、麦秸等易发生自燃的原料，堆垛时需留有通风口或散热洞、散热沟，并要设有防止通风口、散热洞塌陷的措施。发现堆垛出现凹陷变形或有异味时，应当立即拆垛检查，并清除霉烂变质的原料。 3.5 秸秆燃料码垛后，要定时测温。当温度上升到摄氏四十至五十度时，要采取预防措施，并做好测温记录；当温度达到摄氏六十至七十度时，必须拆垛散热，并做好灭火准备。
燃料燃烧及分析
燃料及燃烧 从整个燃烧过程来看，燃料的燃烧是物理学化现象的综合过程，这些物理化学现象之间互相联系和制约，并以其纵使关系决定着燃料燃烧的最终结果。特别是在工业炉的燃烧条件下，由于燃烧空间中燃料与空气的混合过程以及反应物质的浓度与温度的分布都和流体介质的速度分布密切相关，因此，燃烧空间的气体动力场的结构及其热力条件往往是影响整个燃烧过程的主要的、甚至是决定性的因素。 一、煤的种类 根据母体物质炭化程度的不同，可将煤分为四大类： 泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤 1、泥煤 泥煤是最年青的煤，也就是由植物刚刚变来的煤。在结构上，它尚保留着植物遗体的痕迹，质地疏松，吸水性强。含天然水份高达40%以上，需要进行露天干燥，风干后的堆积密度为300～450kg/m3。在化学成分上，与其他煤种相比，泥煤含氧量最多，高达28%～38%，含碳较少。在使用性能上，泥煤的挥发分高，可燃性好，反应性强，含硫量低，机械性能很差，灰分熔点很低。在工业上，泥煤的主要用途是用来烧锅炉和做气化原料，也可制作焦炭供小高炉使用。由于以上特点，泥煤的工业价值不大，更不适于远途运输，只可作为地方性燃料在产区附近使用。 2、褐煤 褐煤是泥煤经过进一步变化后所生成的，由于能将热碱水染成褐色而得名。它已完成了植物遗体的炭化过程，在性质上与泥煤有很大的不同。与泥煤相比，它的密度较大，含碳量较高，氢和氧的含量较小，挥发分产率较低，堆积密度750～800kg/m3。褐煤的使用性能是粘结性弱，极易氧化和自燃，吸水性较强。新开釆出来的褐煤机械强度较大，但在空气中极易风化和破碎，因而也不适于远地运输和长期储存，只能作为地方性燃料使用。 3、烟煤 烟煤是一种炭化程度较高的的煤。与褐煤相比，它的挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳量增加，氢和氧的含量减少。烟煤是冶金工业和动力工业不可缺少的燃料，也是近代化学工业最要原料。烟煤的最大特点是具有粘结性，这是其他固体燃料所没有的，因此它是炼焦的主要原料。应当指出的是，不是所有的烟煤都具有生气同样的粘结性，也不是所有具有粘结性的煤都适于炼焦。为了适应炼焦和造气的工艺要求来合理地使用烟煤，有关部门又根据粘结性的强弱及挥发分产率的大小等物理化学性质，进一步将烟煤分为长焰煤、气煤、肥煤、结焦煤、瘦煤等不同的品种。其中，长焰煤和气煤的挥发分含量高，因而容易燃烧和适于制造煤气。结焦煤具有良好的结焦性，适于生产优质冶金焦炭，但因在自然界储量不多，为了节约使用，通常在不影响焦炭质量的情况下与其他煤种混合使用。 4、无烟煤 无烟煤是矿物化程度最高的煤，也是年龄最老的煤。它的特点是密度大，含碳量高，挥发分极少，组织致密而坚硬，吸水性小，适于长途运输和长期储存。无烟煤的主要缺点是受热时容易爆裂成碎片，可燃性较差，不易着火。但由于其发热量大（约为29260kJ/kg，灰分少，含硫量低，而且分布较广，因此受到重视。据有部门研究，将无烟煤进行热处理后，可以提高抗爆性，称为耐热无烟煤，可以用于气化，或在小高米和化铁炉中代替焦炭使用。 二、煤的化学组成 煤的主要可燃原素是碳，其次是氢，并含有少量的氧、氮、硫，它们与碳和氢一起构成可燃化合物，称为煤的可燃质。除此之外，在煤中还或多或少地含有一些不可燃的矿物质
生物质燃烧技术的研究进展
生物质燃烧技术的研究进展 摘要：生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式。从影响生物质燃烧特性的因素出发，综述了生物质燃料组分、理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用，介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状，对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨，并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望。 生物质是指来源于生物有机体的材料，尤其是基于植物体的材料，包括大量的草本植物、淀粉、纤维素、木质素等。但目前生物质原料不仅仅局限于植物类的废弃物，还包括农林畜产品废弃物、食品加工产业废弃物、餐饮废弃物和城市有机生活垃圾等。生物质能是绿色植物通过光合作用将光能储存为生物有机体内的化学能，与煤相比，生物质能作为新兴能源，受到全世界越来越多的关注，主要因其具有如下特点：①生物质能是一种绿色能源，符合可再生、可持续利用能源的目标，成为当前最洁净的能源之一，对环境污染小，可以降低对传统化石能源的依赖性;②生物质能在成长过程中吸收环境中的CO2，在生命周期内可以实现CO2的零排放或零增长，降低使用化石燃料造成的温室气体排放量;③生物质中灰分比重低、含硫量少和挥发分含量高;④生物质种类繁多、来源广泛、总量丰富，且具有本土特性。 生物质能由于其在社会效益、环境效益和经济效益中的可持续发展而备受世界各方重视并得以大力推广。目前生物质能提供全球总量10%～15%的能源供应，是世界上排名第四的能源。在工业发达国家中，生物质能占到能源总量的9%～14%，而在发展中国家则更高，占到25%～30%，部分地区甚至高达50%～90%。但在这些国家中，大部分生物质能被当地低收入者用于炊事和供暖用能，商业化程度并不高，且热利用效率极低。 随着科技的进步，生物质能的转化利用形式也多种多样，改变了简单的直燃模式下利用效率低的缺点。当前生物质能转化的方式主要可以归结为：热裂解、气化、液化、超临界流体提取、厌氧消化、厌氧发酵、酸解、酶解和酯化降解等，但这些生物质转换技术由于成本、技术的成熟度和使用效率等方面的原因，难以大面积推广，生物质能的应用仍以直接燃烧为主。到目前为止，生物质燃烧所利用的能源约占全球生物质能利用的95%。为了提高热利用效率，如何对其燃烧利用技术进行深入地研究，已成为国内外各方相关人员普遍关注的问题。 1生物质燃烧特性的影响因素
生物质燃料燃烧的特性与应用
生物质燃料燃烧的特性与应用 生物质燃料燃烧特性与应用 1、前言 生物质燃料是一种可再生能源，是指依靠太阳光合作用而产生的各种有机物质，是太阳能以化学能的形式存在于生物之中的一种能量形式，直接或间接地植物的光合作用。被认为是第四大能源，分布广，蕴藏量大。生物质燃料基本特性 生物质的种类很多，一般可分以下5大类：①木质素：木块、木屑、树皮、树根等；②农业废弃物：秸秆、果核、玉米芯、甘蔗皮渣等；③水生植物：藻类、水葫芦等；④油料作物：棉籽、麻籽、油桐等；⑤生活废弃物：城市垃圾、人及牲畜的粪便。 生物质作为有机物燃料是由多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体，化学组成主要有：纤维素、半纤维素、木质素和提取物等，这些高分子物质在不同种类生物质、同一种类生物质的不同区域其组成也不同，有些甚至有很大差异。生物质的可燃成分主要是有机元素如碳、氢、氮和硫，虽然就元素的成分而言，生物质燃料的成分和常规燃料煤炭基本上没什么区别，但正是各成分在数量上的差异导致了生物制燃烧产物与煤炭的差异。生物质的碳含量普遍在50%左右，低于普通的烟煤，而氢含量则高于烟煤，尤其是挥发份和氧含量远远高于普通烟煤，氧含量超过煤10倍左右。由于生物质燃料的可燃组分含量相对比较低，因此生物质燃料的低位发热量比一般烟煤低。在着火燃烧性能方面，生物质燃料的挥发份含量远远高于普通烟煤，导致
着火燃烧性能明显高于普通烟煤。在燃烧污染物生成排放方面，生物质燃料的硫含量仅为0.1%左右，含氮量和理论氮气容积也低于烟煤，所以总的SO2和NOx生成量都远低于烟煤。根据秸秆生物质燃料高挥发分、高氧量、低硫份和灰份的基本特性，因此相对于煤炭而言，秸秆生物质具有易燃、清洁环保的特点。 2、生物质燃料： 2.1生物质燃料燃烧过程分析： 生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。其燃烧过程的特点是：【1】 (1)生物质水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟热损失较高。 (2)生物质燃料的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容易被吹起。悬浮燃烧的比例较大。 (3)由于生物质发热量低，低位发热值约为12．6MJ／kg，炉内温度偏低，组织稳定的燃烧比较困难。 (4)由于生物质挥发分含量高，燃料着火温度较低，一般在250～350℃温度下挥发分就大量析出，并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足。将会增大燃料的不完全燃烧损失。 (5)挥发分析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓慢，燃尽困难，如不采取适当的措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。
秸秆生物质燃料燃烧特性分析 (陈亮A)
秸秆生物质燃料意义与燃烧特性分析 作者：陈亮 生物质是一种贮存太阳能的可再生能源,用现代技术可以转化成固态、液态和气态燃料,在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的能源,并占有重要地位[ 生物质资源包括薪柴、农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,以及农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物、生活污水和水生植物等 欧洲主要国家生物质能的开发利用均以丰富的森林资源为基础.而我国有丰富的农作物秸秆资源,国内现有的生物质锅炉主要以燃烧农作物秸秆为主,但由于我国秸秆生物质资源的开发利用尚处于起步阶段,其中约有 1.45×108 t用作畜牧饲料,9.1×107t用作还田肥料,1.4×107 t用作工业原料,2.8×108 t作为农民传统的生活燃料,余下的1.0×108 t左右在田间地头被直接焚烧了,这不仅污染环境,还造成能源浪费。因此,积极开发利用生物质能对解决能源短缺和协调环境发展有重要意义. 生物质燃料特性分析根据发电燃烧的特点,农作物秸秆一般分为两类:一类为黄色秸秆又称软质秸秆,主要包括麦秸、玉米秸和稻草等,在生物质秸秆燃烧应用中占很大比重;另一类为灰色秸秆又称硬质秸秆,主要包括棉秆、麻秆等。
我国常见的、有代表性的3种黄色秸秆(稻草、麦秸和玉米秸)为研究对象,分析其燃料特性,并判别其燃烧过程中的结渣特性。不同生物质的元素分析结果不同,灰分组成也有明显的差异. 常见生物质燃料和烟煤的工业成分分析及元素构成分析种类工业分析成分/% MdafAdafVdafCgd元素组成/% CdafHdafSdafNdaf低位发热值Qydw/kJ ?kg-1稻草4.9713.8665.1116.0648.305.300.090.8113980麦秸4.938.9067.3619.3549.606.200.070.6115370玉米秸4.875.9371.9517.7549.306.000.110.7015680烟煤 1.09 24.64 31.58 42.69 57.12 2.91 0.82 0.98 24300 常见生物质燃料和烟煤的灰分组成/% 生物质灰分灰分含量 SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3Cl麦秸
生物质燃烧技术的研究进展
生物质燃烧技术的研究进展 摘要:生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式?从影响生物质燃烧特性的因素出发,综述了生物质燃料组分?理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用,介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状,对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨,并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望? 关键词:生物质燃烧;转化利用途径;动力学模拟 Progress of Biomass Combustion Technology Abstract: Biomass combustion is a mature and major way of biomass utilization. Based on the characteristics of biomass combustion, the effects of biomass fuel constitutes, physicochemical properties and operation conditions on biomass combustion technology were reviewed. The research status of kinetics numerical simulation on biomass combustion was introduced. The problems in biomass combustion were summarized and discussed. The development prospects of biomass combustion technology were also put forward. Key words: biomass combustion; way of utilization; kinetics simulation 生物质是指来源于生物有机体的材料[1],尤其是基于植物体的材料,包括大量的草本植物?淀粉?纤维素?木质素等?但目前生物质原料不仅仅局限于植物类的废弃物,还包括农林畜产品废弃物?食品加工产业废弃物?餐饮废弃物和城市有机生活垃圾等?生物质能是绿色植物通过光合作用将光能储存为生物有机体内的化学能,与煤相比,生物质能作为新兴能源,受到全世界越来越多的关注,主要因其具有如下特点[1-4]:①生物质能是一种绿色能源,符合可再生?可持续利用能源的目标,成为当前最洁净的能源之一,对环境污染小,可以降低对传统化石能源的依赖性;②生物质能在成长过程中吸收环境中的CO2,在生命周期内可以实现CO2的零排放或零增长,降低使用化石燃料造成的温室气体排放量;③生物质中灰分比重低?含硫量少和挥发分含量高;④生物质种类繁多?来源广泛?总量丰富,且具有本土特性? 生物质能由于其在社会效益?环境效益和经济效益中的可持续发展而备受世界各方重视并得以大力推广?目前生物质能提供全球总量10%~15%的能源供应[1],是世界上排名第四的能源[5]?在工业发达国家中,生物质能占到能源总量的9%~14%,而在发展中国家则更高,占到25%~30%,部分地区甚至高达50%~90%[1]?但在这些国家中,大部分生物质能被当地低收入者用于炊事和供暖用能,商业化程度并不高,且热利用效率极低[1,6]?