论文部分内容阅读
随着经济的高速发展,能源的消耗量越来越大,而煤炭资源的供应日益紧张,各国都在为开发应用新能源而努力。生物质能源被认为是最具有应用潜能的新能源,如何对其有效地开发应用成为了当今世界范围内一个重要的研究课题。废弃木材作为生物质的典型代表,被许多国家广泛的研究和应用。由于单烧时效率不高,经济性差,与煤混烧成为了处理废弃木材的一种有效利用途径,是现阶段一种低成本、低风险的可再生能源利用方式。除了可以弥补化石燃料供应的短缺,降低污染气体的排放外,还能提供就业机会,从而促进区域经济的发展。国外的混合燃烧技术已进入工业化应用阶段,而我国在混烧方面的研究起步较晚,相关的应用业绩不多。本文首先进行木屑与煤以不同比例混合所得试样的热分析,研究混烧后对煤燃烧的影响及混合试样燃烧特性,然后在一个自行研制的炉膛截面尺寸为150mm×150mm的小型循环流化床上进行木屑与两种烟煤按质量比1:3、1:5和1:7的混烧试验,研究其燃烧特性及污染物排放特性,最后通过冷态数值计算研究木屑、床料颗粒在炉内流化的特性。旨在为农村、城市废弃木材的燃烧应用提供参考依据。试验研究结果表明:①煤燃烧主要集中于后期,而木屑燃烧集中于前期,随着木屑混合比例的增加,燃烧分为两个明显的阶段;②由于木屑中的挥发份能在较低的温度下析出,与煤混合后能使着火提前,改善燃料的着火特性;③木屑燃烧的最大速率发生在前期,煤燃烧最大速率发生在后期,当燃烧煤与木屑的混合物时,最大燃烧速率前移,可提高燃料的燃尽特性;同时由于增加了燃烧前期的放热,使得木屑利用率提高;④木屑与两种烟煤的混合燃料均能在循环流化床中850℃~950℃的温度下稳定燃烧;⑤随着木屑混合比例的增加,燃烧中心往上移动,炉膛温度分布曲线呈“抛物线”型;⑥随密相区温度升高,NOX体积分数增加。在相同流化风速下,随木屑混合比例增加,CO体积分数增大,SO2、NOX体积分数则降低;⑦通过数值模拟,得出床料、木屑颗粒在流化床中的流动呈“环—核”结构;对木屑颗粒,由于密度较低,易流化且大部分被吹到炉膛上部;同一物料循环量、不同流化风速下,床层压降随流化风速的增加而降低;同一流化风速、不同物料循环量下,床层压降随物料循环量的增加而增加。