生物質流態(tài)化燃燒過程理論和實驗研究.pdf

1、生物質循環(huán)流化床燃燒技術作為一種新興的生物質直燃發(fā)電技術，在我國已經到了工業(yè)推廣階段。本文介紹了國內秸稈直燃發(fā)電主要技術路線、發(fā)展狀況、存在的問題以及產業(yè)發(fā)展前景。本文針對流態(tài)化生物質燃燒技術發(fā)展，對生物質流態(tài)化燃燒過程中燃料顆粒收縮和破碎特性，生物質與床料的混合分離特性，爐內傳熱特性，反應動力學特性以及流動過程中顆粒在受熱面上的沉積問題進行了理論和實驗研究，為生物質流態(tài)化燃燒的工業(yè)應用提供了技術指導。
　　 搭建了小型生物質半

2、焦破碎特性研究實驗臺，針對流化床內生物質燃料顆粒燃燒過程中收縮、變形和破碎特性，采用熱態(tài)燃燒淬熄取樣的方法，對于典型生物質流態(tài)化燃燒狀況下的半焦顆粒粒徑的分布進行研究，摸索適用于生物質半焦爐內破碎的方程表達形式，建立恰當的破碎數學模型，通過實驗手段獲得生物質半焦燃燒過程中破碎模型關鍵系數。
　　 搭建循環(huán)流化床冷態(tài)顆粒混合原理實驗裝置，采用自主研發(fā)設計的小室取樣技術，從生物質燃料燃燒過程熱量釋放角度，抽提出生物質燃料種類和床料粒

3、徑組合兩方面主要影響因素，對于不同工況組合下的燃料和床料混合分離特性進行研究，考察工況變化對于其混合分離特性的影響，從而可以定量理解和掌握這些參數對流態(tài)化條件下的燃料沿爐膛高度和沿爐膛截面分布的影響規(guī)律，并探索生物質燃料顆粒相、床料相和氣相三相之間的相互作用。重點研究了生物質燃料品種、爐內位置等因素的影響。
　　 利用現(xiàn)有0.5MW生物質循環(huán)流化床燃燒裝置，在對冷態(tài)多相流動的認識基礎上，針對不同特性的生物質燃料，研究不同工況因素

4、對爐內流態(tài)化燃燒過程稀相區(qū)傳熱系數的影響，主要關注床層溫度，燃料種類，一二次風配比和過量空氣系數等，在實驗數據的基礎上，通過對現(xiàn)有稀相區(qū)傳熱系數計算理論的驗證，探索得出合理的修正系數，從而指導生物質循環(huán)流化床鍋爐的工業(yè)設計。
　　 借助于熱重試驗分析，掌握典型生物質的揮發(fā)分析出溫度、著火溫度和焦炭燃盡的難易程度等燃燒特性，建立生物質燃燒動力學方程，得到反應活化能等動力學參數，從而為生物質在循環(huán)流化床中燃燒特性的數值模擬提供基礎數

5、據。
　　 在上述實驗研究和關鍵參數獲取的基礎上，建立生物質流化床鍋爐整體數學模型，模擬生物質顆粒在循環(huán)流化床中的燃燒情況，預測生物質循環(huán)流化床鍋爐爐膛溫度分布、氣相濃度分布、污染物排放等參數，從理論上指導生物質流態(tài)化燃燒技術的工程實踐應用。
　　 最后，針對農林業(yè)生物質流態(tài)化燃燒過程中的堿金屬問題，以采用循環(huán)流化床技術的生物質直接燃燒發(fā)電工程項目為平臺，對長期運行后爐內水冷壁、過熱器、煙道表面沉積塊進行取樣分析，剖析其