生物质固体成型燃料燃烧的NO和CO排放研究_赵欣
生物质燃料对烧结原料加热过程中氮氧化物排放的影响设计论文(可编辑)

生物质燃料对烧结原料加热过程中氮氧化物排放的影响冶金专业王宏涛 (099014238 )指导教师龙红明教授摘要生物质是指以木质素或纤维素及其它有机质为主的陆生植物、水生植物等。
我国是农业大国, 农林生产过程中产生的生物质品种繁多, 产量极大, 有着丰富的生物质资源。
生物质热解后产生的主要成分是 CO 、H 、CH 等, 这些成分能2 4将 NO 还原为 N 。
将生物质用于烧结烟气减排氮氧化物 ,既避免能源浪费, 又x 2使环境得到保护。
研究以姑精和焦粉为原料、生物质为添加剂进行减排氮氧化物的实验。
在实验过程中, 采用不同的实验组合条件, 如生物质的种类、生物质的用量等, 探究生物质对烧结原料加热过程中 NO 排放特性的影响。
实验结果表明: 在过剩空气系数α >1 的条件下, 生物质几乎不具有降低 NO 浓度的效果; 在过剩空气系x数α <1 的条件下, 生物质还原 NO 能取得比较好的效果 , 其中, 稻壳对姑精加x热过程 NO 浓度的降低幅度为 50.2 % ;采用的三种生物质对焦粉加热过程 NOx x浓度的降低幅度, 木屑降低 98.2 % , 橘皮降低 86.6 % , 稻壳降低56.6 % 。
因此,在相同实验条件下,采用的三种生物质中,木屑降低 NO 排放的效果做好,橘x皮次之,稻壳最弱。
烧结过程产生的 NO 污染已成为我国冶金行业治理大气污染物排放的难x题。
利用生物质再燃来控制 NO 的排放,对于钢铁联合企业开辟能源新领域,x调整能源结构,促进环保效益,加快国民经济持续稳定发展有其重要的意义。
关键词: 生物质燃料;烧结原料; 氮氧化物排放IAbstractBiomass mainly refers to lignin, cellulose and other organic-based terrestrialplants, aquatic plants. Our country is a large agricultural country, where a widevariety of biomass, yield great and rich biomass resources is produced by agriculturaland forestry production process. The main component of biomass pyrolysis is CO, H ,2CHThese ingredients can reduce NO to NBiomass can be used to the emissions4 x 2of nitrogen oxides derived from sintering flue gas, which is good for avoiding energywaste and protecting the environmentGuShan iron ore concentrates and coke powder is the raw material and biomassis the addition. They are brought to the experiment of the reduction emissions ofnitrogen oxides. During the experiment, using different combinationsof experimentalconditions, such as the types of biomass, biomass dosage, explores the influence ofbiomass to NO emission characteristics of the sintered materials heating process. Thexresults show that: in the condition of the excess air coefficient α1, biomass hasalmost no effect of reducing the NO concentration; in the condition of the excess airxcoefficient α1, biomass reduction of NO can achieve better results. Rice huskxreduces NO concentration rate of 50.2 % in the GuShan iron ore concentrates heatingxprocess. Biomass reduces the NO concentration in the coke powder heating processxSawdust decreased 98.2 %, cellulite decreased 86.6 % and rice husk decreased 56.6 %Therefore, under the same experimental conditions, in terms of the effect of reducingNO emissions, sawdust is best, cellulite followed by sawdust and rice husk isxweakestNO pollution produced by sintering process has become a big problem to controlxair pollutant emissions in the metallurgical industry in China. Iron and steelenterprises will gain benefits from using biomass reburning to usher new areas ofenergy, to adjust energy structure, to promote the environmental benefits andaccelerate the sustained and stable developmentKey Words: biomass fuels; sintered materials; nitrogen oxide emission1第一章文献综述1.1 研究背景和意义1.1.1 行业背景工业企业和交通运输设施排放的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等废气污染物给我国空气环境造成了影响。
生物质燃气各组分气体燃烧与排放特性试验

生物质燃气各组分气体燃烧与排放特性试验
陈雷;荒木幹也;志贺圣一;曾文
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】2013(44)5
【摘要】在一台火花点火发动机上,分别进行了生物质燃气中可燃组分CH4、CO 和H2的燃烧试验,研究并对比了各组分气体的燃烧及排放特性.结果表明,H2燃烧快,热效率高,NOx排放水平较低;CH4和CO相比具有较高的热效率和较低的NOx排放水平,但其稀燃能力较弱;在实际生物质燃气中可以通过提高H2的含量来扩展稀燃极限以及提高热效率.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】陈雷;荒木幹也;志贺圣一;曾文
【作者单位】沈阳航空航天大学航空宇航工程学院,沈阳110136;群马大学工学研究科,群马县3760052;群马大学工学研究科,群马县3760052;沈阳航空航天大学航空宇航工程学院,沈阳110136
【正文语种】中文
【中图分类】TK43
【相关文献】
1.燃烧过程的气体取样及燃烧产物的组分分析 [J], 王正洲;胡源
2.低温预混合燃烧模式的燃烧与排放特性试验研究 [J], 包祖峰;成晓北;邱亮;向立明
3.CO2稀释对生物质燃气燃烧与排放特性的影响 [J], 陈雷;荒木幹也;志贺圣一;曾文
4.甲烷掺氢稀释燃烧的燃烧及排放特性试验 [J], 陈雷;王彦滑;马洪安;曾文;宋鹏
5.甲烷掺氢稀释燃烧的燃烧及排放特性试验 [J], 陈雷;王彦滑;马洪安;曾文;宋鹏;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
生物质成型燃料层燃NO排放特性研究

生物质成型燃料层燃NO排放特性研究
张亮;罗永浩;邓睿渠;戴国栋;丘性通;陈嵩
【期刊名称】《工业锅炉》
【年(卷),期】2017(000)002
【摘要】在层燃单元体炉上研究了生物质成型燃料的NO排放特性,采用热电偶和烟气分析仪对生物质成型燃料层燃过程中床层温度和表面气氛进行监测,分析了生物质成型燃料的燃烧特性和NO排放特性.试验结果表明,生物质成型燃料层燃分为火焰传播段和焦炭燃尽段.NO主要在火焰传播段生成,而在焦炭燃尽段,由于焦炭的还原作用,NO排放量逐渐降低,此外,NO排放总量随着一次风量的增加先减小后变大.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】张亮;罗永浩;邓睿渠;戴国栋;丘性通;陈嵩
【作者单位】福建省特种设备检验研究院,福建福州350008;上海交通大学,上海200240;上海交通大学,上海200240;福建省锅炉压力容器检验研究院,福建福州350008;福建省锅炉压力容器检验研究院,福建福州350008;福建省锅炉压力容器检验研究院,福建福州350008
【正文语种】中文
【中图分类】X511
【相关文献】
1.生物质成型燃料层燃过程中NO生成规律的实验研究 [J], 张敏;罗永浩
2.正庚烷均质压燃燃烧特性和排放特性的实验研究 [J], 张波;尧命发;郑尊清;陈征
3.柴油/汽油反应活性控制压燃发动机喷油协调控制与排放特性研究 [J], 黄粉莲; 田茂盛; 申立中; 董诚; 毕玉华
4.石煤与烟煤的混燃污染物排放特性研究 [J], 王俊琪
5.CFB锅炉燃用烟煤的NO_(x)与N_(2)O排放特性试验研究 [J], 金森旺;孙献斌;赵鹏勃;时正海;王海涛;李力;许强
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生物质燃烧过程中气体净化技术研究

生物质燃烧过程中气体净化技术研究随着环保意识的日益普及以及能源资源的枯竭,生物质燃烧成为了一种备受关注的新型能源。
但是,生物质燃烧过程中会产生一系列的气体排放,其中包括二氧化碳、一氧化碳等有害气体,这些气体对环境和人体健康造成了不可忽视的影响。
为此,科学家们开展了生物质燃烧过程中气体净化技术的研究,通过不同的净化方法来降低气体排放对环境带来的危害。
一、生物质燃烧过程中的气体排放生物质燃烧是指利用各种植物废弃物、农作物废弃物、木材等生物质资源进行能源转换的一种方法。
生物质燃烧的特点是能源来源广泛且易得,同时不会产生过多的温室气体,因此被认为是一种非常环保和可持续的能源。
然而,在生物质燃烧过程中,仍然会产生一定量的气体排放,主要包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体。
这些气体的排放会对空气质量和人体健康带来不良影响,因此需要采取措施加以净化。
二、生物质燃烧过程中的气体净化技术1. 除尘技术除尘是生物质燃烧过程中最基本的气体净化技术,主要是通过物理方法去除粉尘等固体颗粒物,避免它们随着气流排放到大气中。
通常需要使用除尘器,包括旋风除尘器、静电除尘器、布袋除尘器等。
2. 脱硫技术生物质燃烧会产生二氧化硫等硫化物,这种气体对环境和人类健康都有害。
因此,需要采取脱硫技术,将硫化物转化为硫酸盐,避免其排放。
目前常用的脱硫技术包括湿法和干法两种,其中湿法脱硫技术使用较广泛。
3. 脱氮技术生物质燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)对大气的质量也有很大影响,因此需要采取脱氮技术将其降低。
目前最常见的方法是选择氧还原催化剂(SCR)技术,通过将固定氧还原催化剂放在燃烧炉中,在其作用下将氮氧化物转化为氮和水。
4. VOCs处理技术部分生物质燃烧过程中还会产生挥发性有机物(VOCs),这些物质对环境和人类健康也有较大影响。
因此需要选择合适的技术进行处理,目前广泛应用的技术包括吸附和活性污泥法等。
三、展望生物质燃烧是一种环保可持续的能源,但是其在产生能源的同时会产生一定的气体排放。
生物质颗粒燃烧特性及其排放物的特征研究

生物质颗粒燃烧特性及其排放物的特征研究随着环保意识的提高,越来越多的人开始转向使用可再生能源作为其主要能源来源。
而其中,生物质颗粒燃烧得到了越来越多人的青睐。
那么,什么是生物质颗粒燃烧?其燃烧特性以及其排放物的特征又是怎样的呢?生物质颗粒燃烧的定义生物质颗粒燃烧是将生物质(如秸秆、木屑、稻壳,废纸等)进行干燥、粉碎、成型、压缩等制备工艺后,加入到燃烧设备中,进行热能利用的过程。
生物质颗粒燃烧技术是一种分布式的能源利用技术,其可以使用大量的生物质废弃物,大幅降低了废弃物的问题并减少对煤炭等非可再生资源的使用。
生物质颗粒燃烧的热力学特性在燃烧过程中,生物质颗粒燃烧有其独特的热力学特性,包括发热量、燃烧温度、燃烧速率和燃气组成等。
其中,生物质颗粒燃烧的发热量是其热力学特性之一,其中的发热量一般介于12~20MJ/kg之间。
生物质颗粒燃烧的燃烧温度一般为600~900℃,与燃料的种类、氧含量、燃料处理方式以及燃烧设备的设计等因素有着密切的关系。
与燃烧温度类似,生物质颗粒燃烧的燃烧速率也与以上因素密切相关,并且受氧含量、颗粒尺寸、颗粒形状、颗粒水分、燃烧设备等因素的影响。
生物质颗粒燃烧产生的排放虽然生物质颗粒燃烧可以减少非可再生资源的使用,并有效降低废弃物的问题,但是其在燃烧过程中也会产生排放物,这些排放物可能会影响环境及健康。
其中,生物质颗粒燃烧所产生的三种排放物质分别为燃烧后的灰渣、废气和污水。
在生物质颗粒燃烧过程中,燃烧后的灰渣是其中最主要的排放物之一,其化学成分包括了碳酸钙、铁、锰、钼等多种元素。
在排放气体中,主要会产生SO2、NOx、CO、CO2等多种危害 VOCs的有机化合物排放物,它们可能会对人体及环境产生潜在的危害。
此外,在生物质颗粒燃烧过程中,污水产生的可能性较小,但是在一些高水分的生物质颗粒燃烧中也可能会产生污水。
有效控制生物质颗粒燃烧过程中的排放为了减少生物质颗粒燃烧过程中所产生的排放,燃烧设备的设计和燃烧过程的控制是非常关键的。
生物质层燃燃烧过程中的影响因素分析

生物质层燃燃烧过程中的影响因素分析付成果;侯书林;田宜水;赵立欣;孟海波【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2013(031)010【摘要】针对生物质层燃燃烧过程,综述了生物质燃料物理性质、供风以及炉排运动形式对层燃燃烧过程影响的研究进展;归纳了颗粒粒度大小、密度和全水分对燃烧过程的影响,操作因素中风量分配、风速、空气预热对燃烧的影响和不同炉排运动对料床上颗粒混合状况和燃烧的影响.当前,层燃燃烧过程的影响因素分析,多数都是基于固定床或者移动炉排开展的实验,对于由炉排运动引起的燃烧过程中料床上颗粒混合、颗粒粒度大小分布、孔隙率、料床厚度不均匀性等规律的研究,还处于初始阶段.【总页数】6页(P120-125)【作者】付成果;侯书林;田宜水;赵立欣;孟海波【作者单位】中国农业大学工学院,北京100083;农业部规划设计研究院,北京100125;农业部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;中国农业大学工学院,北京100083;农业部规划设计研究院,北京100125;农业部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;农业部规划设计研究院,北京100125;农业部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;农业部规划设计研究院,北京100125;农业部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125【正文语种】中文【中图分类】TK6;S216.2【相关文献】1.生物质成型燃料层燃过程中NO生成规律的实验研究 [J], 张敏;罗永浩2.木质生物质层燃燃烧特性实验研究 [J], 张衡;许崇涛;曹阳;罗永浩3.生物质颗粒燃料层燃燃烧的FLIC数值模拟与分析 [J], 马括;邬思柯;王小聪;熊义;陈洪君;楼波4.生物质气与煤混燃燃烧过程数值模拟及燃烧分析 [J], 宋前进5.生物质固体成型燃料层燃燃烧模型研究现状 [J], 赵欣;张永亮;孙桂平;李慧;张学敏;姚宗路因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Aspen Plus的生物质颗粒富氧燃烧污染物排放模拟

基于Aspen Plus的生物质颗粒富氧燃烧污染物排放模拟甄子毅;ImranAli Shah【期刊名称】《可持续发展》【年(卷),期】2018(008)003【摘要】为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度和过量氧气系数对生物质热水炉富氧燃烧过程中NO,CO排放特性的影响,以生物质颗粒为燃料,在Aspen Plus软件中进行了O2/CO2、O2/N2气氛下不同氧气浓度不同过量氧气系数的生物质燃烧模拟。
模拟结果表明,氧气浓度的增加会使O2/N2气氛下NO排放先增加后减少,O2/CO2气氛下NO排放持续升高。
而在O2/N2和O2/CO2气氛下,CO的排放都会随着氧气浓度的增高而增高,CO2却会随着氧气浓度的增高而降低。
提高过量氧气系数会使NO在两种气氛下的排放有一个先增长后降低的趋势,在1.2左右达到最高。
两种气氛下,CO的排放则是随着过量氧气系数的增加而降低。
随着氧气浓度的升高O2/N2气氛下CO2占比随着氧气浓度升高而升高,氧气浓度超过50%之后,CO2占比基本不变。
而在O2/CO2气氛下却是逐渐降低,且在氧气浓度在21%~50%时,CO2占比下降不明显。
而CO2占比对于过量氧气系数的变化并不敏感,只是随着过剩的O2增多而被动下降。
【总页数】11页(P188-198)【作者】甄子毅;ImranAli Shah【作者单位】[1]河北工业大学能源与环境工程学院,天津;[2]河北工业大学国际教育学院,天津【正文语种】中文【中图分类】TQ2【相关文献】1.基于Aspen Plus煤粉工业锅炉污染物排放分析 [J], 崔豫泓;罗伟2.基于一维/三维模型耦合的富氧燃烧天然气发动机数值模拟 [J], 姜伟;张玉银;李世琰;张勇;张伟3.基于Aspen Plus模拟的垃圾衍生燃料富氧燃烧研究 [J], 李延吉;邹科威;宋政刚;李润东;池涌4.基于化学动力学的生物质颗粒燃烧排放NO特性模拟与验证 [J], 刘婷洁;张学敏;林超群;李俊韬5.基于Aspen Plus的二甲苯分离塔模拟优化及应用 [J], 李佳峻;李宏光;王朝阳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
生物质颗粒燃料燃烧特性及其污染物排放情况综述

生物质颗粒燃料燃烧特性及其污染物排放情况综述宋姣;杨波【摘要】对生物质颗粒燃料燃烧特性及燃烧过程中污染物排放情况进行了综述,总结了燃烧过程、点火及燃尽特性和结渣特性;着重探讨了燃烧过程中氮氧化物、二氧化硫、颗粒物及氯化物、二噁英、多环芳烃等污染物的排放情况,提出了降低各污染物排放量的可行性方法;并根据我国生物质颗粒燃料的特点,对今后的研究方向进行了展望.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2016(050)004【总页数】5页(P60-64)【关键词】生物质颗粒;燃烧特性;污染物;综述【作者】宋姣;杨波【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】TQ35能源是人类赖以生存的物质基础,是社会发展的原动力。
随着社会经济的快速发展,对能源的需求日益增长,化石燃料被大量消耗,人类面临能源短缺、污染严重等威胁[1]。
因此,开发可再生能源显得尤为重要。
在众多可再生能源中,生物质能因其广阔的科学前景受到广泛关注[2]。
生物质能是指绿色植物经光合作用,把太阳能转化为化学能后以有机质形式固定和储藏在生物体内的能量,可实现CO2近零排放[3-4],且生物质中氮、硫含量较低,其燃烧后NOx 、SO2等污染物排放量比煤小。
所以,利用生物质能既可解决能源问题,也可以解决环境问题。
近年来,我国高度重视大气污染防治工作,不断研究制定相关政策,积极推广清洁能源供热方式。
生物质颗粒燃料是一种高效、环保、方便储存与运输、易燃的成型燃料[5],可代替传统燃料应用于取暖、发电等领域[6-7],但存在易结渣和腐蚀等缺点[4]。
目前我国生物质颗粒燃料产业还面临着发展瓶颈,存在着技术相对落后、缺乏排放标准等问题,因此,了解生物质颗粒燃料的燃烧特性和燃烧过程中污染物释放水平及规律十分必要。
笔者在本课题组研究的基础上,着重探讨燃烧过程中氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等污染物的排放情况,并对未来发展方向进行了展望。
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氮 0. 13 1. 16 0. 92
硫 0. 42 0. 50 0. 43
低位发热量 / ( kJ·kg - 1 )
18977 15966 16048
1. 2 仪器与设备 1. 2. 1 生物质固体成型燃料燃烧试验平台
生物质固体成型燃料燃烧试验平台是以生物质 燃烧器和锅炉为核心,集料仓,进料装置,控制箱,风 机和记录 软 件 等 为 一 体 的 科 研 平 台[6]。 其 中,进 料 的速度以及燃烧时配风量的大小均可通过操作软件 来进行调控,在燃烧运行时,可以实现自动点火和配 风,自动进 料 和 清 渣 的 功 能[7]。 其 中 燃 烧 器 采 用 的 是农业部规划设计研究院研发的生物质自动高效燃 烧器,是一种上进料式的燃烧器,结构如图 1 所示。
环境工程
52
Environmental Engineering
2. 2 不同种类生物质颗粒的 NO 排放分析 2. 2. 1 燃烧器负荷对 NO 排放影响
燃烧器负荷的不同导致 NO 排放的体积分数很 大的差异,3 种成型燃料在不同燃烧器负荷下的 NO 排放特性如图 2 所示。对于生物质成型燃料来说,燃 烧生成的燃料型 NOx 占 NOx 总排放的 65% ~ 80% , 此外生物质燃料在燃烧时既有挥发分的均相燃烧,又 有残焦的多相燃烧,形成挥发分 NOx 和焦炭 NOx[10]。 产生 NOx 的主要影响因素为温度、氧浓度、燃料 性 质,本文主要从以下几个方面来进行分析。
大气污染防治
Air Pollution Control
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方面的差异使得燃烧特性和排放也不一致,需要针对 其特性进行研究[5]。
供理论基础,从而达到减排的目的。 1 试验部分
本文运用农业部规划设计研究院研制的 PB-20 1. 1 试验燃料
型生物质燃烧器,使用 3 种生物质颗粒燃料,在不同
我国的生物颗粒燃料主要以农作物秸秆为主,
环境工程
50
Environmental Engineering
生物质固体成型燃料燃烧的 NO 和 CO 排放研究*
赵 欣1 李 慧1 胡乃涛1 余 鹏1 张学敏1 姚宗路2
( 1. 中国农业大学 工学院,北京 100083; 2. 农业部规划设计研究院 农业部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125)
图 2b 玉米秸秆颗粒的 NO 排放显示出总体情况 是 NO 生成量随着进料量的增加先增大后减小。当 燃烧器负荷 处 于 中 小 阶 段 时,过 量 空 气 系 数 都 大 于
燃烧器负荷和空气流速下进行燃烧,监测烟道气体排 本次试验选择木质、玉米秸秆和棉杆 3 种成型生物质
放状况,分析生物质颗粒燃料的主要气态排放物特性 燃料进行对比分析。3 种颗粒燃料均被压缩成圆柱
以及设备进料进风等控制参数对气态排放物的影响。 型,长度 10 ~ 30 mm,直径 8 mm 左右。对 3 种生物质
0引言 目前的能源消耗量中,生物质能耗约占世界总能
耗的 14% ,仅次于煤、石油、天然气,居第四位[1]。我 国的生物质资源也非常丰富,随着经济的发展,农作 物秸秆产 量 也 在 逐 年 递 增[2],在 我 国 生 物 质 资 源 中 占据十分重要的地位。现阶段很多地区都没有专门 用来燃用生物质燃料的设备,造成大量未完全燃烧的 CO 及 NOx 等有害气体排放到大气中,不仅造成环境 污染,还对人类的身体造成很大的危害。
原料
木质 棉杆 玉米秸秆
水分 7. 44 5. 06 7. 13
工业分析 /%
灰分 挥发分
0. 93
87. 64
11. 91
72. 28
11. 88
73. 81
固定碳 3. 99 10. 75 7. 18
碳 49. 35 40. 77 40. 47
氢 7. 98 7. 04 7. 00
元素分析 /% 氧
针对相应生物质颗粒燃料优选燃烧设备的最佳控制 颗粒燃料进行工业分析、元素分析、热值测量,结果如
参数,为改进气态排放状况,减少 CO、NO 的排放提 表 1 所示。
表 1 3 种生物质颗粒燃料的成分分析、元素分析和发热量
Table 1 Component analysis,elemental analysis,and calorific value of three kinds pellets
Abstract: The gaseous emission of solid biomass briquette in the process of combustion in domestic has not been analyzed clear,and the effect of the feed rate and intake air on gaseous emissions and other issues of biomass fuel combustion test have been under-researched. The paper used Testo350 flue gas analyzer equipment to test the gaseous emissions of wood,cotton stalk and cornstalk in the process of combustion,and focused on the NO and CO emissions of three kinds of biomass briquette under different feeding quantity of intake air and under different circumstances. The results showed that,NO emissions of three kinds of biomass fuel was less than 0. 05% ,the amount of CO was less than 1% . The amount of NO and CO emissions increased with the increase of the feed rate. The content of the gaseous emissions reduce when the intake air increased. The research could be used to guide the actual operation of the boiler fuel and provide a reference for optimizing the combustion and emissions biomass modeling fuel. Keywords: solid modeling fuel; flue gas; excess air coefficient
本试验所测的参数为烟道气体中主要气态排放 物的体积分数,燃烧过程中炉膛的温度,由此可以计 算出燃烧时的过量空气系数和燃烧效率,并对 NO 和 CO 形成的因素进行分析。 1. 3. 2 试验设计
在生物质燃烧试验平台上分别燃烧 3 种生物质 成型燃料,通过改变进料量来控制燃烧器负荷,高中 低三种负荷对应的进料量分别为 3,4,5 kg / h。试验 通过调整风机转速来改变空气流速,所用的风机转速 可以从 0 调到 90,但是风机采用正弦波调速,50 级以 下时风速过小,不能用于燃料的正常燃烧,因此选择 50、70、90 级三种风速,用风速仪可测得空气流速为 6,7,8 m / s。 2 试验结果 2. 1 三种生物质成型燃料的气态排放物成分
* 中国农业大学大北农教育基金( 1071 - 2413003) 。 收稿日期: 2014 - 10 - 29
生物质固体成型燃料燃烧产生的烟气种类和排 放量由燃料的元素含量及燃烧工况决定。生物质燃 料的元素以 C、H、O 为主,含有少量的 N、S,并且 N、S 含量与煤等燃料相比,几乎可以忽略不计,排放的烟 气中主要包括 CO、NO,SO2 和 NO2 较少[3]。近年来 国内外均有一些对生物质成型燃料气态排放物相关 的研究,其中国外学者大多是对木质成型燃料进行研 究,而国内研究较多的是稻壳、小麦秸秆和林业废弃 物等的燃烧排放情况,对玉米秸秆、棉杆等生物质成 型燃料燃烧的气态排放物研究较少[4]。我国的生物 质成型燃料与国外的燃料在元素含量和工业分析等
由试验所测得的气态排放物各成分含量可知,气 态排放物的成分主要是 CO 和 NOx,H2 S、SO2 等有害 气体成分的含量很少,原因是生物质燃料本身的 S 含 量很少,SO2 的排放量会很低[8]。燃烧产生的 NOx 通 常是指 NO 和 NO2 ,大量试验结果表明燃烧设备中产 生的 NOx 中 90% 约为 NO,NO2 的含量仅占 5%[9],所 以本文主要研究 CO 和 NO 的排放规律。
a—木质; b—玉米秸秆; c—棉杆。 —◆—3 kg / h; —■—4 kg / h; —▲—5 kg / h。
图 2 三种生物质成型燃料的 NO 排放 Fig. 2 NO emission from three kinds of biomass briquette
图 2a 木质颗粒的 NO 排放说明,进料量增多时 燃烧器负荷增大,NO 的排放量也相应增大。原因是 进料量增大时,挥发分析出量变多,然而木质颗粒燃 料在几种工况下的过量空气系数均在 1. 6 以上,燃烧 所需要的氧气量充足,这段时间内产生的 NO 增多。
DOI: 10. 13205 / j. hjgc. 201510012
RESEARCH ON THE COMBUSTION EMISSIONS OF NO AND CO FROM BIOMASS SOLID FUEL
Zhao Xin1 Li Hui1 Hu Naitao1 Yu Peng1 Zhang Xuemin1 Yao Zonglu2 ( 1. College of Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China; 2. Key Laboratory of Energy Resource Utilization from Agricultural Residues,Ministry of Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Engineering,Beijing 100125,China)