松木生物质颗粒预热燃烧特性试验

作     者：章锦阳 欧阳子区 丁鸿亮 苏坤 ZHANG Jinyang;OUYANG Ziqu;DING Hongiang;SU Kun

作者机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《洁净煤技术》 (Clean Coal Technology)

年 卷 期：2024年第30卷第7期

页      面：127-134页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项资助项目(XDA29010200) 中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划资助项目(YSBR-028) 中国科学院青年创新促进会资助项目(2019148) 

主　　题：生物质颗粒 预热燃烧器 燃料改性 燃烧特性 NO_(x)排放 

摘      要：使用于松木生物质颗粒作为燃料,结合先进的自预热燃烧技术,实现燃料在炉膛内的流态化燃烧。通过千瓦级预热燃烧试验平台,对木本生物质颗粒在不同预热温度下的预热改性进行了全面深入的探索。使用BET、SEM扫描电镜与拉曼光谱带对比的方法对高温生物质半焦的比表面积、总孔容积、氮气等温吸附脱附特性、颗粒表明形态等关键物性参数进行检测和分析。分析结果显示,随着预热温度的升高,氮气吸附量明显增加,说明改性后的生物质半焦具有更多的孔隙结构。结合碳微晶结构分析,松木生物质颗粒在高加热速率下解聚脱挥发导致大分子碳链断裂产生小分子挥发物从而改善反应活性。在燃烧特性方面,改性后的高温生物质半焦可在下行燃烧室内迅速实现稳定燃烧,且燃烧效率高达99%以上。在NO_(x)排放上,所有实验工况均将燃烧温度控制在1 100℃以下避免产生热力型NO_(x)。预热后松木生物质颗粒的NO_(x)排放浓度并未随预热温度的单调变化而增减。842℃时,NO_(x)排放质量浓度达到峰值,随后开始下降。在试验温度范围内,当预热温度设定为705℃时,NO_(x)排放质量浓度达到最低值,即97.79 mg/m^(3)。综上,为确保松木生物质预热燃烧后具有较低的NO_(x)排放和高燃烧效率,推荐的最佳预热温度为705℃。