資源描述：
《生物質(zhì)燃料直接燃燒過程特性的分析.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、生物質(zhì)燃料直接燃燒過程特性的分析生物質(zhì)能專題2008-03-1422:31:54閱讀22評(píng)論0字號(hào)：大中小1、 生物質(zhì)燃料和固體礦物質(zhì)燃料(煤)的主要差別 表1列出了典型生物質(zhì)燃料和典型的煙某和無煙煤的元素組成和工業(yè)分析成分組成〔1〕。從表1中看出,生物質(zhì)燃料和煤碳相比有以下一些主要差別(見表2):1)含碳量較少,含固定碳少。生物質(zhì)燃料中含碳量最高的也僅50%左右,相當(dāng)于生成年代較少的褐煤的含碳量。特別是固定碳的含量明顯地比煤炭少。因此,生物質(zhì)燃料不抗燒,熱值較低(見表1)。2)含氫量稍多,揮發(fā)分明顯較多。生物質(zhì)燃料中的碳多數(shù)和氫結(jié)合成低分
2、子的碳?xì)浠衔?遇一定的溫度后熱分解而折出揮發(fā)物。所以,生物質(zhì)燃料易被引燃,燃燒初期,析出量較大,在空氣和溫度不足的情況下易產(chǎn)生鑲黑邊的火焰。在使用生物質(zhì)為燃料的設(shè)備設(shè)計(jì)中必須注意到這一點(diǎn)?！ ?)含氧量多。從表2所列數(shù)字看出,生物質(zhì)燃料含氧量明顯地多于煤炭,它使得生物質(zhì)燃料熱值低,但易于引燃。在燃燒時(shí)可相對(duì)地減少供給空氣量。4)密度小。生物質(zhì)燃料的密度明顯地較煤炭低(見表2),質(zhì)地比較疏松,特別是農(nóng)作物秸桿和糞類。這樣使得這類燃料易于燃燒和燃盡,灰燼中殘留的碳量較燃用煤炭者少。5)含硫量低。生物質(zhì)燃料含硫量大多少于0.20%,燃燒時(shí)不必設(shè)置
3、氣體脫硫裝置降低了成本,又有利于環(huán)境的保護(hù)。2 生物質(zhì)燃料的燃燒過程 生物質(zhì)燃料的燃燒過程是強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)過程,又是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)過程。燃燒除去燃料存在外,必須有足夠溫度的熱量供給和適當(dāng)?shù)目諝夤?yīng)。圖1為燃料燃燒過程的圖示。它可分作:預(yù)熱、干燥(水分蒸發(fā))、揮發(fā)分析出和焦碳(固定碳)燃燒等過程。燃料送入燃燒室后,在高溫?zé)崃?由前期燃燒形成)作用下,燃料被加熱和析出水分。隨后,然料由于溫度的繼續(xù)增高,約250℃左右,熱分解開始,析出揮發(fā)分,并形成焦碳。氣態(tài)的揮發(fā)分和周圍高溫空氣摻混首先被引燃而燃燒。一般情況下,焦碳被揮發(fā)分包圍著,燃
4、燒室中氧氣不易滲透到焦碳表面,只有當(dāng)揮發(fā)分的燃燒快要終了時(shí),焦碳及其周圍溫度已很高,空氣中的氧氣也有可能接觸到焦碳表面,焦碳開始燃燒,并不斷產(chǎn)生灰燼。從上述說明可以看出,產(chǎn)生火焰的燃燒過程為兩個(gè)階級(jí):即揮發(fā)分析出燃燒和焦碳燃燒,前者約占燃燒時(shí)間的10%,后者則占90%。同時(shí)也可看出,生物質(zhì)燃料在燃燒過程中有以下一些特點(diǎn):1)物質(zhì)燃料的密度小,結(jié)構(gòu)比較松散,揮發(fā)分含量高,在250℃時(shí)熱分解開始,在325℃時(shí)就已開始十分活躍,350℃時(shí)揮發(fā)分能析出80%?？梢钥吹?揮發(fā)分析出時(shí)間較短,若空氣供應(yīng)不當(dāng),有機(jī)揮發(fā)分容易不被燃燼而排出,排煙為黑色,嚴(yán)重
5、時(shí)為濃黃色煙。所以在設(shè)計(jì)燃用生物質(zhì)燃料的設(shè)備時(shí),必須有足夠的擴(kuò)散型空氣供給,燃燒室必須有足夠的容積和一定的攔火,以便有一定的燃燒空間和燃燒時(shí)間。同時(shí)空氣供給量的多少也是生物質(zhì)氣化爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。2)揮發(fā)分逐漸析出和燒完后,燃料的剩余物為疏松的焦碳,氣流運(yùn)動(dòng)會(huì)將一部分碳粒裹入煙道,形成黑絮,所以,通風(fēng)過強(qiáng)會(huì)降低燃燒效率。3)揮發(fā)分燒完,焦碳燃燒受到灰燼包裹和空氣滲透較難的影響,妨礙了焦碳的燃燒,造成灰燼中殘留余碳。為促進(jìn)焦碳的燃燒充分,此時(shí)應(yīng)適當(dāng)加以捅火或加強(qiáng)爐蓖的通風(fēng)。3 、空氣供給量 適合的空氣量和空氣供給方式是保證燃料燃燒充分的條件之
6、一。過多的空氣供給,會(huì)吸收燃燒產(chǎn)生的熱量,降低燃燒溫度,淡化可燃?xì)怏w的濃度,使化學(xué)反應(yīng)減慢;過少的空氣供給或空氣受阻,分配不良,會(huì)使可燃?xì)怏w未經(jīng)燃燒而逸出。單位質(zhì)量燃料的理論需要空氣量可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式獲得。生物質(zhì)燃料中磷含量極少,而鉀都以氧化鉀的形式出現(xiàn),故二者可以忽略不計(jì),單位質(zhì)量燃料的理論需要空氣量可按下式計(jì)算:V0=0.0889Cy+0.256Hy+0.0333(Sy+Oy)Nm3/kg燃料 (1)式中 V0——單位質(zhì)量燃料理論需要標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積,Nm3/kg燃料;Cy、Hy、Sy、Oy——燃料各組成元素的應(yīng)用基含量,。常見的生
7、物質(zhì)燃料,其理論需要空氣量為4～5Nm3/kg燃料。在實(shí)際燃燒時(shí),由于供給方式的限制以及空氣和燃料的接觸的不完善,只供給理論空氣量是不夠的。為了保證燃料充分燃燒,實(shí)際供給的空氣要比理論需要量要多。實(shí)際供給空氣量V和理論空氣量之比稱作空氣過量系數(shù),用符號(hào)a表示:a=VV0(2)Vpy=[0.(Cy+0.375Sy)+0.111Hy+0式中 Vpy——每千克燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量 Nm3/kg燃料Wy、Ny——燃料的水分、氮元素的應(yīng)用基含量的百分?jǐn)?shù)。爐灶中的排煙損失和排煙量及排煙溫度有關(guān),排煙量大,排煙損失也隨之增大。同時(shí),排煙量的多少直接關(guān)系
8、到爐灶的喉口、煙囪截面和火炕炕洞截面尺寸的確定。在家用生物質(zhì)燃料的爐灶中,難以像工業(yè)鍋爐可以用調(diào)節(jié)法加以控制空氣過量系數(shù)值。從實(shí)際測(cè)試中可以看出,凡是煙囪抽力不佳,
