煤与酒糟/污泥混燃特性的实验研究

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我国以煤炭为主的能源结构所造成的环境污染和高能耗问题一直是国内外关注的热点。生物质和煤混燃能够节约煤炭资源同时实现生物质的高效利用。本文选取白酒糟(DG)、污泥(SD)和无烟煤(BC),开展了掺混样品(DG/BC)和(SD/BC)的实验研究,以期为电厂掺混酒糟或污泥提供基础实验数据和运行指导参考。首先利用热重分析实验系统研究了酒糟的掺混比例、燃烧气氛、氧浓度、升温速率对酒糟与煤混燃的着火、燃尽以及综合燃烧特性的影响,开展了反应动力学计算。结果表明:(1)随着酒糟掺混比例的增加,着火和燃尽温度逐渐降低,固定碳燃烧反应阶段表观活化能降低,综合燃烧特性提高。(2)与21%O2/79%N2相比,在21%O2/79%CO2气氛下失重曲线变化趋势相似,着火和燃尽温度略高,综合燃烧指数略低。(3)在O2/CO2气氛下,随着氧浓度的提高,热重曲线向低温区移动,固定碳燃烧阶段表观活化能和指前因子均增大,综合燃烧特性改善。(4)随着升温速率的升高,热重曲线向高温区移动,固定碳燃烧反应阶段表观活化能降低,综合燃烧特性指数增大。其次,研究了污泥与无烟煤的混燃特性。结果表明:(1)随着污泥掺混比例增加,燃料着火温度、燃尽温度、固定碳燃烧阶段表观活化能均降低;综合燃烧指数先上升后下降,约在15%处达到最大值。(2)相对于21%O2/79%N2而言,在21%O2/79%CO2气氛下,着火延迟,燃尽温度较高,综合燃烧指数较低。(3)在O2/CO2气氛下,随着氧浓度提高,热重曲线向低温区移动,燃尽温度显著下降,固定碳燃烧阶段表观活化能以及指前因子均增大,燃烧更加剧烈,综合燃烧特性改善。(4)随着升温速率提高,热重曲线向高温区移动,固定碳燃烧阶段表观活化能下降,综合燃烧指数增大。最后,利用静态燃烧实验系统探究了掺混样品(DG/BC)和(SD/BC)的NO生成特性。结果表明:(1)在空气气氛下,随着酒糟或污泥掺混比例的增加,实验样品的NO转化率均下降。(2)相对于21%O2/79%N2而言,在21%O2/79%CO2气氛下燃料的NO峰值浓度和NO累计生成总量均较低。(3)空气气氛下,当燃烧温度从800℃升至1000℃,NO累计生成总量增加。
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