酸堿性對物料燃燒特性的影響

【專家解說】：當今世界面臨著日益嚴峻的能源與環(huán)境問題,常規(guī)化石能源日漸枯竭,且在利用過程中對生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力,這使人們對于可再生能源的關注程度越來越高。生物質(zhì)能作為一種清潔可再生能源,資源豐富,具有環(huán)保的特點,因而為世界各國所重視。生物質(zhì)與煤共燃是利用生物質(zhì)經(jīng)濟有效的方法之一。生物質(zhì)含有大量的金屬化合物,其中以堿、堿土及過渡金屬元素化合物居多,這些化合物在生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生重要的影響。因此研究這些物質(zhì)在生物質(zhì)及其混煤熱化學利用過程中所起的作用有重要的現(xiàn)實意義。 生物質(zhì)具有獨特的燃料特性,堿性物質(zhì)含量較高,在燃燒過程中容易產(chǎn)生積灰、結(jié)渣及腐蝕等問題,將其與煤混合燃燒可以減少這些問題發(fā)生的可能性。同時,這些堿性物質(zhì)的存在能夠?qū)ι镔|(zhì)混煤的燃燒及污染物排放特性產(chǎn)生重要影響,探尋其在燃燒過程中降低污染物排放的機理對控制污染物排放具有重要意義。本文選用一種煤和五種生物質(zhì),對堿性物質(zhì)對生物質(zhì)混煤燃燒及污染物排放特性的影響規(guī)律進行了研究。 首先,本文利用熱分析系統(tǒng)研究了生物質(zhì)及其混煤的燃燒特性。通過對生物質(zhì)進行酸洗去除掉堿性物質(zhì)來研究其對生物質(zhì)及其混煤燃燒特性的影響,結(jié)果表明,酸洗后生物質(zhì)及其混煤的燃燒特性曲線均向高溫方向移動,從而使著火溫度、揮發(fā)分及焦炭最大燃燒速率對應溫度、燃盡溫度均呈現(xiàn)升高趨勢;揮發(fā)分最大燃燒速率升高,而焦炭最大燃燒速率降低。通過向生物質(zhì)中添加三種堿性物質(zhì)研究其對生物質(zhì)及其混煤燃燒特性的影響,結(jié)果表明,添加K_2CO_3后生物質(zhì)及其混煤的著火及燃盡溫度呈現(xiàn)下降趨勢,揮發(fā)分及焦炭最大燃燒速率均降低,二者對應溫度均升高;添加CaO和MgO后,生物質(zhì)及其混煤燃盡溫度呈升高趨勢;揮發(fā)分及焦炭最大燃燒速率均降低,二者對應溫度呈升高趨勢;生物質(zhì)著火溫度呈升高趨勢,生物質(zhì)混煤著火溫度呈下降趨勢。 其次,在管式爐燃燒試驗系統(tǒng)上對生物質(zhì)及其混煤SO_2排放特性進行了研究。通過對生物質(zhì)進行酸洗去除掉堿性物質(zhì)來研究其對生物質(zhì)及其混煤SO_2排放特性的影響,研究結(jié)果表明,酸洗后生物質(zhì)及其混煤SO_2開始析出時間及峰值出現(xiàn)時間均向后延遲;峰值增大;生物質(zhì)SO_2排放總量增多,但生物質(zhì)混煤的基本不變或略有降低。通過向生物質(zhì)中添加三種堿性物質(zhì)來研究其對生物質(zhì)及其混煤SO_2排放特性的影響,研究結(jié)果表明,添加堿性物質(zhì)后生物質(zhì)及其混煤的SO_2整體析出時間提前,SO_2排放峰值和排放總量大大降低。 最后,在管式爐燃燒試驗系統(tǒng)上對生物質(zhì)及其混煤NO排放特性進行了研究。通過對生物質(zhì)進行酸洗去除掉堿性物質(zhì)來研究其對生物質(zhì)及其混煤NO排放特性的影響,研究結(jié)果表明,酸洗后生物質(zhì)及其混煤NO開始析出時間均向后延遲,排放峰值及排放總量均呈現(xiàn)降低趨勢。通過向生物質(zhì)中添加三種堿性物質(zhì)來研究其對生物質(zhì)及其混煤NO排放特性的影響,研究結(jié)果表明,添加堿性物質(zhì)后生物質(zhì)及其混煤的NO整體析出時間提前;生物質(zhì)NO排放總量降低;生物質(zhì)混煤添加K_2CO_3后NO排放總量降低,添加MgO后升高,但添加CaO后依生物質(zhì)種類不同而不同。 本文對生物質(zhì)混煤燃燒及污染物排放特性進行了試驗研究,重點研究了堿性物質(zhì)對污染物排放的影響規(guī)律,以期為生物質(zhì)與煤混燃技術提供有價值的參考依據(jù)。