论文部分内容阅读
煤炭的生产与利用为社会经济发展做出了巨大贡献,同时也导致了严重的环境问题。开发煤炭资源清洁高效转化的利用技术对我国社会经济的发展具有极其重要的意义。本文针对经济落后地区某县民用燃料使用状况进行实地调研,了解其采暖季节的燃料使用现状以及冬季污染物排放情况。为改善当地空气质量,根据当地煤质及生物质资源情况进行实验制备型煤,降低居民采暖成本;并利用生命周期评价法对其进行环境效益评价,为生物质型煤推广使用和政府决策提供依据。对于生物质型煤的制备,本文以某县褐煤为原料。利用微生物发酵技术处理生物质秸秆,将发酵改性后的生物质作为添加剂与粉煤按一定比例掺混,冷压成型制得生物质型煤。分析生物质发酵改性前后形态、结构、发热量的变化,研究发酵改性生物质对型煤强度、热稳定性的影响,得到生物质型煤较优配制比率。结果表明:发酵改性后生物质结构密度加大,压缩膨胀性能指标提高,改性后颗粒粒径较大的相互环绕、聚集成团的丝状物,小粒径铺展效果较好,且具有包覆性;发酵使秸秆组织变得疏松,秸秆茎特有的2230 cm-1红外峰值消失,有利于煤粒与生物质结合,避免了生物质具有刚性造成型煤膨胀开裂;改性前后发热量变化较小,为0.07 kJ/g。生物质型煤较优配制比率为:煤炭80%,发酵生物质15%,膨润土5%;制得型煤的抗压强度达到1.4 MPa,落下强度高达98.65%,热稳定性达88.4%,工业分析结果满足洁净型煤DB13/1055—2009生产要求。为研究生物质型煤的环境效益,利用生命周期评价法研究生物质型煤对环境的影响并与褐煤进行对比,从型煤与褐煤的生产到燃烧进行全面分析。结果表明,生物质型煤的环境负荷指数0.30,褐煤的为0.48;全球变暖是环境影响类型的决定指标,CO2是主要影响因素;各阶段的环境排放量主要集中于燃烧使用阶段。此外,为更直观的描述生物质型煤在其制备过程物质流动情况以及生命周期内对污染物对环境的影响,利用e!sankey软件绘制桑基图。桑基图分析结果表明在制备过程中原料及其中的C、N、S元素大部分都转移到了生物质型煤中去,N、S元素在生物质型煤中所占比例明显下降。