生物质燃料直接燃烧过程特性的分析
生物质燃烧与气化的特性研究
生物质燃烧与气化的特性研究生物质是指来自植物、动物等生物的有机物质，如木材、稻草、秸秆、麻棕等。
生物质资源丰富，是可再生能源的主要来源之一。
研究生物质燃烧与气化的特性，对于利用生物质资源进行能源化利用、减少化石能源的使用、降低燃烧排放物的产生等具有十分重要的意义。
1. 生物质燃烧的特性生物质燃烧是指将生物质燃料在氧气存在下进行燃烧反应，释放出能量的过程。
生物质燃烧的基本反应式为：生物质 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量。
生物质燃烧的特性主要包括：热值、燃烧过程、燃烧产物等。
（1）热值。
生物质燃料的热值是指燃烧单位质量生物质所释放出的能量，通常用单位重量（kg或g）的生物质所产生的热能（MJ/kg或kJ/g）表示。
生物质燃料的热值较低，燃烧时需要大量的空气才能达到理论燃烧。
（2）燃烧过程。
生物质燃烧的过程受到许多因素的影响，如燃烧空气比、燃料质量、燃料湿度等。
在不同的燃烧环境下，生物质燃料的燃烧速率和燃料消耗率也会发生变化。
（3）燃烧产物。
生物质燃烧过程中会产生多种气态和固态产物，其中包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物等。
这些燃烧产物对于环境和人体健康都有着一定的影响，因此需要对生物质燃烧产物进行有效的监测和控制。
2. 生物质气化的特性生物质气化是指将生物质燃料在氧气缺乏的情况下进行燃烧反应，生成气体燃料的过程。
生物质气化的基本反应式为：生物质 + 气化剂→ 一氧化碳 + 氢气 + 二氧化碳 + 热能。
生物质气化的特性主要包括：气化产物、气化速率、产物热值等。
（1）气化产物。
生物质气化过程中会产生一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等气体，其中一氧化碳和氢气是主要的可燃气体成分。
（2）气化速率。
生物质气化的速率受到气化温度、气化剂、燃料质量等多种因素的影响。
通常情况下，生物质气化的速率较燃烧速率慢，需要一定的时间才能完全气化。
（3）产物热值。
生物质气化产生的气体燃料具有较高的热值，可以作为热能和动力能源的供应。
生物质燃料特性指标
生物质燃料特性指标生物质燃料是一种可再生能源，通过生物质资源（包括植物、农作物残渣、木材等生物质材料）的利用和转化而得到的燃料。
与传统化石燃料相比，生物质燃料具有一些独特的特性指标。
本文将对生物质燃料的独特特性指标进行详细介绍。
首先，生物质燃料具有可再生性。
生物质燃料是通过植物的光合作用过程中吸收到的大气中的二氧化碳，经过一系列的转化过程制得。
与传统的化石燃料相比，生物质燃料可以通过植物的种植和生长再次得到，因而具有可再生性。
这种可再生性使得生物质燃料成为一种环保的能源选择，有助于减少对化石燃料的依赖。
其次，生物质燃料具有低碳排放的特性。
生物质燃料的主要成分是碳水化合物，其中包含的碳元素是通过植物从大气中吸收的二氧化碳转化而来。
因此，在生物质燃料的燃烧过程中，释放出的二氧化碳是之前植物吸收的二氧化碳的放出，不会增加二氧化碳的总量，也不会对全球气候造成进一步的影响，具有低碳排放的特性。
另外，生物质燃料还具有较高的热值。
生物质燃料中的碳水化合物是有机物，其分子结构中蕴含的化学能量较高，因此生物质燃料的热值较高。
这使得生物质燃料在能源利用效率方面表现出优势，可以提供较高的能量输出。
最后，生物质燃料也具有较多的副产品和附加价值。
生物质燃料的制备过程中会产生一些副产品，例如木炭、液态有机肥料等。
这些副产品可以进行二次利用，提高生物质资源的综合利用效率。
同时，生物质燃料还能够改善土壤质量、减少农作物残渣的污染等，具有较高的附加价值。
综上所述，生物质燃料具有可再生性、低碳排放、广泛适用性、较高热值和丰富副产品等独特特性指标。
在现代能源转型和应对气候变化的背景下，生物质燃料作为一种环保、可持续的能源选择，具有广阔的发展前景。
然而，生物质燃料的生产和利用仍面临着一些挑战，如原料供应可持续性、燃烧效率提升等，需要进一步加强科研和工程技术的研发和应用。
生物质颗粒燃烧特性分析及其对环境的影响
生物质颗粒燃烧特性分析及其对环境的影响一、简介生物质是一种可再生的能源资源，其生物质颗粒燃烧技术已成为发达国家替代化石能源的主要手段之一。
本文旨在探究生物质颗粒燃烧特性以及其对环境的影响。
二、生物质颗粒燃烧特性1. 燃烧过程生物质颗粒燃烧过程主要包括三个阶段：干燥失重阶段、挥发分解阶段和燃烧灰化阶段。
干燥失重阶段发生在60℃以内，颗粒中水分逐渐蒸发，颗粒开始变得疏松。
挥发分解阶段发生在200℃~400℃之间，颗粒中的挥发性成分开始分解释放出来，此时燃烧的主要能源来源是挥发性有机物。
燃烧灰化阶段发生在400℃之上，颗粒中的无机成分开始熔化，同时燃烧的主要能源来源转为固定碳。
2. 燃烧特性生物质颗粒的燃烧特性与物种、颗粒尺寸、密度、水分、灰分、挥发分等因素有关。
研究表明，生物质颗粒的燃烧温度一般在650℃左右，其燃烧速率较慢，热值较低，产生的灰分多为活性灰。
而以木质为原料的生物质颗粒燃烧温度一般比以秸秆为原料的要高，且燃烧速率和热值也较高。
三、生物质颗粒燃烧对环境的影响1. 大气污染生物质颗粒燃烧会排放氧化物、烟雾、二氧化碳等气体，这些污染物对大气环境具有一定的影响。
其中，氧化物污染物具有致癌性和臭氧生成剂的作用，会引起人类及动物呼吸系统损害；烟雾会对环境产生视觉上的污染；二氧化碳是一种温室气体，其排放会加速全球气候变暖进程。
2. 土壤肥力生物质颗粒燃烧产生的灰分中含有丰富的钾、钙、镁、磷等植物所必需的养分元素，这些营养元素可以为土壤提供丰富的养分，有利于植物生长。
此外，灰分中的钾离子还可以起到抑菌作用，有利于土壤微生物的生长繁殖。
3. 水环境生物质颗粒燃烧后，灰分和未完全燃烧的碳质物质都会被排放到大气中，部分灰分和未燃烧的物质也会随着降雨被冲刷入水体中，对水环境产生一定的污染。
此外，生物质颗粒燃烧排放的氮氧化物、磷等溶解物质也会致使水体富营养化。
四、生物质颗粒燃烧技术发展前景随着能源需求的不断增加和化石能源资源的日益枯竭，生物质颗粒燃烧技术具有广阔的发展前景。
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。
生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放影响分析生物质颗粒燃料作为一种可再生能源，在近年来受到越来越多的关注。
它被广泛应用于各种领域，其中包括作为锅炉燃料。
生物质颗粒燃料能够替代传统的化石燃料，减少对环境的危害，同时有助于减少温室气体排放。
然而，在实际应用中，生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性及其对污染物排放的影响是一个复杂的问题，需要深入研究和分析。
一、生物质颗粒燃料的氧化特性生物质颗粒燃料主要由木质纤维、废弃农作物秸秆、果壳等天然有机物制成。
这些原料经过一系列的处理和成型工艺后，形成了均匀的颗粒状燃料。
在燃烧过程中，生物质颗粒燃料会释放出大量的热能，经过化学反应会产生水蒸气、二氧化碳等气体。
根据生物质颗粒燃料的物理和化学性质，可以预测其在锅炉中的氧化特性。
生物质颗粒燃料通常具有较高的挥发分含量和低灰含量，这些特性使其在燃烧时释放的热量较高同时产生的灰渣较少。
二、生物质颗粒燃料对污染物排放的影响生物质颗粒燃料作为一种清洁能源，相比传统的煤炭燃料，在燃烧过程中产生的污染物排放更少。
生物质颗粒燃料燃烧后主要产生的污染物包括颗粒物、氮氧化物和二氧化硫。
其中，颗粒物是已知的对环境和人体健康影响最大的一类污染物，其排放量直接关系到大气污染程度。
生物质颗粒燃料的燃烧过程相对煤炭而言，颗粒物的排放量要低得多，这在一定程度上减少了大气污染的程度。
三、生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性对污染物排放的影响生物质颗粒燃料在锅炉中的氧化特性直接影响着污染物的排放。
由于生物质颗粒燃料具有较高的挥发分含量，其在燃烧过程中会产生大量的挥发性有机物。
这些有机物在高温条件下易发生燃烧，释放出大量的热能。
然而，有机物的燃烧过程也会产生一些有害气体，如一氧化碳等。
因此，在设计和运行生物质颗粒燃料锅炉时，需要对氧化过程进行合理控制，以降低有机物的排放量，减少对环境的污染。
四、生物质颗粒燃料锅炉燃烧过程中的优化措施为了最大限度地减少生物质颗粒燃料在锅炉中燃烧过程中的污染物排放，需要采取一系列的优化措施。
生物质燃料燃烧过程中的污染物排放特性
生物质燃料燃烧过程中的污染物排放特性生物质燃料是指以植物材料、动物废弃物和其他有机物为原料，经过加工和转化过程制成的用于燃烧的能源。
与传统的化石燃料相比，生物质燃料被认为是一种可再生的能源，其燃烧过程中排放的污染物相对较少。
然而，在一些特定条件下，生物质燃料的燃烧也会产生一些有害的气体和颗粒物。
生物质燃烧过程中最常见的污染物包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、有机碳气溶胶、颗粒物和多环芳烃等。
首先，二氧化碳是生物质燃烧过程中主要的排放物之一、与化石燃料相比，生物质燃料的燃烧释放的二氧化碳可以被植物吸收和固定，进而重新生长，并形成一个碳循环系统。
这也是生物质燃料被认为是一种低碳能源的原因。
其次，一氧化碳是一种有毒气体，也是生物质燃料燃烧过程中的一种主要污染物。
一氧化碳主要是由不完全燃烧产生，会对人体血红蛋白的结合能力产生影响，导致组织供氧不足，造成中毒。
另外，氮氧化物（NOx）是由生物质燃烧过程中氮和氧反应所产生的一类气体。
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
NOx 的排放对大气环境和人体健康都带来很大的影响，主要体现在酸雨的形成和光化学烟雾的产生。
此外，生物质燃料的燃烧还会产生一些有机碳气溶胶（OC）和颗粒物（PM）。
这些细小的固体和液体颗粒物对人体的呼吸系统和肺部健康有直接的影响，可能导致呼吸道疾病和心血管问题。
最后一类污染物是多环芳烃（PAHs），它们在生物质燃料的燃烧过程中通过不完全燃烧产生。
PAHs是一类有机物，具有强烈的毒性和致癌性。
它们可以附着在颗粒物表面，随着空气流动而传播，对生态系统和人体健康产生不良影响。
为了减少生物质燃料燃烧过程中的污染物排放，可以采取以下一些措施：1.优化燃烧过程：通过改良燃烧设备，增加氧气供应和延长燃烧时间，从而提高燃烧效率，减少不完全燃烧产物的生成。
2.粒子捕集和净化技术：利用颗粒物捕集器和净化设备，将烟气中的颗粒物和污染物捕集和去除，减少对环境和人体健康的影响。
生物质燃料直接燃烧过程特性的分析
生物质燃料直接燃烧过程特性的分析生物质能专题2008-03-14 22:31:54 阅读22 评论0 字号：大中小1、生物质燃料和固体矿物质燃料(煤)的主要差别表1列出了典型生物质燃料和典型的烟某和无烟煤的元素组成和工业分析成分组成〔1〕。
从表1中看出,生物质燃料和煤碳相比有以下一些主要差别(见表2):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(见表1)。
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。
从表2所列数字看出,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(见表2),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。
图1为燃料燃烧过程的图示。
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250℃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,焦碳及其周围温度已很高,空气中的氧气也有可能接触到焦碳表面,焦碳开始燃烧,并不断产生灰烬。
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S02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。
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7~ 38
0. 80~ 1. 00
3) 含氧量多O 从表 2 所列数字看出, 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O 在燃烧时可 相对地减少供给空气量O
4) 密度小O 生物质燃料的密度明显地较 煤炭低 < 见表 2) , 质地比较疏松, 特别是农
作物秸杆和粪类O 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O
目前 我们已掌握了许多有关生物质燃 料燃烧方面的物理~ 化学机理 并在有些方 面进行了计量G 但是 对于生物质燃料的直 接燃烧尚未达到完全了解的程度 本文主要 从生物质燃料的组成特性方面 说明其直接 燃烧过程特点以助生物质燃料的有效利用
收稿日期: 2000-08-05
同时也为进一步科学~ 合理利用生物质能 向 生物质气化方向发展提供研究的理论依据G
5 理论燃烧温度
目前尚不能用计算方法来获得实际燃烧 温度9 因为它受外界许多因素的影响O 为了 评价燃料燃烧过程本身的程度9 设想使燃料 在一理想条件下燃烧9 理想条件是: 没有散 热损失和完全燃烧O 这一条件下计算出来的
294
东北农业大学学报
第 32 卷
燃烧温度称为理论燃烧温度 它可以按下式 进行计算
5. 46 32. 07 0. 22 1. 41 1. 71 3. 84
11627
烟煤
8. 85 21. 37 38. 48 31. 30
3. 81 57. 42 0. 46 0. 93
/
/
24300
bitumite
无烟煤
8. 00 19. 02 7. 85 65. 13
2. 64 65. 65 0. 51 0. 99
工业分析成分% components f or industria1 ana1ysis
Wf
Af
Vf
CfGD
豆秸 b ea n st a 1k
5. 10
3. 13 74. 65 17. 12
元素组成% e1ement composition
f
Cf
Sf
Nf
Pf
5. 81 44. 79 0. 11 5. 85 2. 86
燃料种类 sort of fue1
C%
O%
%S%ຫໍສະໝຸດ A%V%密 度 t/m3 density
生物质燃料 biomass fue1
38~ 50
30~ 44
5~ 6
0. 10~ 0. 20 4~ 14
65~ 70
0. 47~ 0. 64 < 木材 Wood)
煤
炭
coa1
55~ 90
3~ 20
3~ 5
0. 40~ 0. 60 5~ 25
的热量供给和适当的空气供应 图 1 为燃料 燃烧过程的图示 它可分作: 预热~ 干燥 < 水分蒸发D ~ 挥发分析出和焦碳 < 固定碳D 燃 烧等过程
图 生物质燃料的燃烧过程 Fi8- Biomass f uel direct combustion process
燃料送入燃烧室后 在高温热量 < 由前 期燃烧形成D 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 25OC 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 碳及其周围温度已很高 空气中的氧气也有 可能接触到焦碳表面 焦碳开始燃烧 并不 断产生灰烬
1 生物质燃料和固体矿物质燃 料 ( 煤) 的主要差别
表 1 列出了典型生物质燃料和典型的烟 某和无烟煤的元素组成和工业分析成分组 成E 1D G
从表 1 中看出 生物质燃料和煤碳相比 有以下一些主要差别 ( 见表 2) :
1) 含碳量较少 含固定碳少G 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G 特别是固定碳 的含量明显地比煤炭少G 因此 生物质燃料 不抗烧 热值较低 ( 见表 1) G
291
表 1 一些生物质燃料~ 煤的工业分析成分~ 元素组成和低位热值
Table 1 The components f or industrial analysis, element composition and calorif ic
Value of some biomass and coal
燃料种类 sort of f u e1
Cy ~ Hy ~ Sy ~ Oy
燃料各组成元素
的应用基含量9% O
常见的生物质燃料9 其理论需要空气量
为 4*5Nm3/kg 燃料O 在实际燃烧时9由于供
给方式的限制以及空气和燃料的接触的不完
善9 只供给理论空气量是不够的O 为了保证 燃料充分燃烧9 实际供给的空气要比理论需 要量要多O 实际供给空气量 V 和理论空气量 之比称作空气过量系数9 用符号 c 表示:
2) 含氢量稍多 挥发分明显较多G 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G 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G 在使用生物质为燃料的 设备设计中必须注意到这一点G
第3期
刘建禹等, 生物质燃料直接燃料过程特性的分析
刘建禹 翟国勋 陈荣耀
( 东北农业大学工程学院 黑龙江省哈尔滨 150030)
摘要: 主要介绍生物质燃料的直接燃烧过程 它包括生物质燃料的组成特性~ 热分解及燃烧过程~
空气需要量~ 烟气量~ 热值和理论燃烧温度等G 为利用生物质作为燃料的供热设备设计和生物质
气化的研究提供理论依据G
关 键 词: 生物质; 燃烧; 空气量; 排烟草; 理论燃料温度
5) 含硫量低O 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O
292
东北农业大学学报
第 32 卷
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
从上述说明可以看出 产生火焰的燃烧 过程为两个阶级: 即挥发分析出燃烧和焦碳 燃烧 前者约占燃烧时间的 1O% 后者则占 9O% 同时也可看出 生物质燃料在燃烧过 程中有以下一些特点:
1D 物质燃料的密度小 结构比较松散 挥发分含量高 在 25OC 时热分解开始 在
325C 时就已开始十分活跃 35OC 时挥发分 能析出 8O% 可以看到 挥发分析出时间较 短 若空气供应不当 有机挥发分容易不被 燃烬而排出 排烟为黑色 严重时为浓黄色 烟 所以在设计燃用生物质燃料的设备时 必 须有足够的扩散型空气供给 燃烧室必须有 足够的容积和一定的拦火 以便有一定的燃 烧空间和燃烧时间 同时空气供给量的多少 也是生物质气化炉设计的关键之一
热值
K 2 Of
ca1orif ic va1ue GfdW
KJ/kg
16. 33
16157
稻草 rice straW
4. 97
13. 86 65. 11 16. 06
5. 06 38. 32 0. 11 0. 63 0. 146 11. 28
13980
玉米秸
4. 87 maize straW
5. 93 71. 45 17. 75
c
.
C
( 5D
式中
料;
c
料;
料;
.
料; C
理论燃烧温度 ; 燃 料 的 低 位 热 值 kJ/kg 燃
空气带入的物理热 kJ/kg 燃 燃料带入的物理热 kJ/kg 燃 燃料热分解的吸热 kJ/kg 燃 烟气的定压比热 kJ/kg 燃料
2D 挥发分逐渐析出和烧完后 燃料的剩 余物为疏松的焦碳 气流运动会将一部分碳 粒裹入烟道 形成黑絮 所以 通风过强会 降低燃烧效率
3D 挥发分烧完 焦碳燃烧受到灰烬包裹 和空气渗透较难的影响 妨碍了焦碳的燃烧 造成灰烬中残留余碳 为促进焦碳的燃烧充 分 此时应适当加以捅火或加强炉蓖的通风
第3期
刘建禹等: 生物质燃料直接燃料过程特性的分析
而钾都以氧化钾的形式出现9 故二者可以忽
略不计9 单位质量燃料的理论需要空气量可
按下式计算:
V0= 0. 0889Cy+ 0. 256Hy+ 0. 0333( Sy+ Oy)
Nm3/kg 燃料 ( 1)
式中 V0 单 位 质 量 燃 料 理 论 需 要 标 准
状态下空气的体积9 Nm3/kg 燃料9
空气过量系数可以采用烟气分析仪测
定9 其值可按下式计算获得:
cpy =
21-79
21 O2-0. 5CO 100-( CO2+ O2+
CO)
( 3)
式中 cpy 排烟处空气过量系数9
O29 CO29 CO 干烟气中氧~ 二氧化
碳~ 一氧化碳含量的百分数O 此式中
CO2 严格讲应为 RO2= CO2+ SO29 由
5. 45 42. 17 0. 12 0. 74 2. 60 13. 80
15550
麦秸
4. 39 Wheat straW
8. 90 67. 36 19. 35
5. 31 41. 28 0. 18 0. 65 0. 33 20. 40
15374
牛粪 coW dung
6. 46
32. 40 48. 72 12. 52
中图分类号: S18- S216
文献标识码 A
0前言
生物质能是地球上最普遍的一种可再生 能源 量大面广 开发利用潜力巨大G 自从 人类发现火 开始使用这种能源至今 全世 界仍有 15 亿以上的人口在使用着这种原始 的生物质能源G 尤其在发展中国家 生物质 能几乎是农村燃料的主要依靠G 我国是一个 生物质能源耗用大国 大部分生物质燃料为 直接燃烧 这种农村能源结构在一个相当长 的时期内不会发生变化 这是由农村联产承 包体制及我国经济基础所决定的G 因此 对 生物质作为能源的直接燃烧技术和装置的研 究还是十分必要的G