家庭用生物質燃料機生產
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蒸汽爆破技術較早是由美國學者Mason在1928年發明并用于制漿,將廢木材轉變為建筑紙漿。蒸汽爆破的主要原理是利用高溫高壓水蒸氣對植物纖維原料進行處理,使其半纖維素降解,木質素軟化,纖維之間的橫向連接強度降低,并在短時間內瞬間釋放高壓蒸汽,原料孔隙中的水蒸氣急劇膨脹,產生爆破效果,將原料撕裂為細小的纖維狀,達到原料組分分離和結構變化的效果。
發現,赤松在經過230~270℃低溫熱解預處理后,熱值由18.37MJ/kg升高至24.34MJ/kg,但赤松成型燃料的機械強度迅速降低。Wu等將棉桿和木屑在200~260℃下進行低溫熱解預處理試驗,發現預處理后成型生物質的表觀密度和抗壓強度比原料成型生物質分別降低了3.9%~16.7%和23.2%~61.0%??梢?,隨著熱解溫度的升高和停留時間的增加,熱解生物質的能量密度不斷增加,而成型生物質的機械強度降低。
隨后,燃料由于溫度的繼續增高,約250攝氏度左右,熱合成開端,析出揮發分,并構成焦炭。氣態的揮發分和四周高溫空氣摻混先被引燃而熄滅。普通狀況下,焦炭被揮發分包圍著,熄滅室中氧氣不易浸透到焦炭外表,只要當揮發分的熄滅快要終了時,焦炭及其四周溫度已很高,空氣中的氧氣也有可能接觸到焦炭外表,焦炭開端熄滅,并不時產生灰燼。生物質鍋爐需要綠色新能源,相比其它鍋爐,生物質鍋爐主要有以下四大優勢:一爐多用, 在供暖同時可做飯,燒水,沐浴。為了使生物質鍋爐能夠持久的安全經濟運行,必須在日常使用中,加強對生物質鍋爐的維護保養。及時消除跑、冒、滴、漏現象。定期對裸露在外的閥門、鎖緊螺栓等可活動部位加油,防止咬位。脫落的保溫層要及時進行修補。每年對生物質鍋爐進行一次內外部檢驗。鍋爐是具有高溫、高壓的熱能設備,是特種設備之一,在機關、事業企業及各行各業廣泛使用,是危險而又特殊的設備。一旦發生事故,涉及公共安全,將會給各地和人民生命財產造成巨大損失。為了公共安全、人民生命和財產安全,依據國務院《特種設備安全監察條例》,使用鍋爐應注意以下全事項:鍋爐出廠時應當附有"安全技術規范要求的設計文件、產品質量合格證明、安全及使用維修說明、監督檢驗證明(安全性能監督檢驗證書)"。
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空氣的分段送入對控制木材、污泥等高揮發分燃料燃燒的氣體排放效果不明顯,其原因尚待進一步研究,而分級送風對流場的影響以及揮發分析出和燃燒所發生的區域則是研究此問題所應該著重考慮的。燃料特性對循環流化床鍋爐的設計與運行有很大影響,而關于CFB鍋爐燃燒生物質燃料數值模型方面的研究目前還不多見。如果能夠對生物質燃料在CFB鍋爐里的燃燒進行充分的數值研究也將會極大地促進CFB鍋爐在生物質燃料燃燒中的應用。
目前,國內外對采用CFB鍋爐燃燒各種農業廢棄物已經展開了一定的研究,并取得了一些成果。秸稈是農村的傳統燃料,傳統的燃燒方法會造成大量的排煙熱損失和大量的氣體(CO、H2、CH4等)不完全燃燒損失,利用CFB燃燒技術并采用秸稈成型技術是將這些大量的農業廢棄物進行有效的轉化和利用的重要手段。運用秸稈成型技術,原料的密度可達0.8~1.3t/m3,能量密度與中質煤相當,燃燒特性明顯改善,且儲存、運輸、使用方便,可代替礦物能源。
不同種類生物質由于其化學組分不同,其熱穩定性及熱解產物的特性也不同Phanphanich等對稻殼、木屑、花生殼、甘蔗渣和水葫蘆進行了低溫熱解預處理試驗,結果表明,幾種生物炭的能量密度呈不同的增加規律,其中較大增幅是熱解甘蔗渣,其能量密度為未處理原料的1.66倍,較小增幅是熱解木屑,為未處理原料的1.08倍。低溫熱解溫度和停留時間對生物質低溫熱解特性有一定影響,特別是熱解溫度影響顯著。
家庭用生物質燃料機生產蒸汽爆破處理后成型燃料的強度比處理前高1.4~3.3倍,燃燒熱值也顯著提升。蒸汽爆破預處理因其成本低、能耗少、無污染而備受研究學者關注。韓士群等采用蒸汽爆破方法對蘆葦進行處理,并以高密度聚乙烯(HDPE)為塑料基體添加合適的助劑,發現蒸汽爆破處理顯著增加細纖維的含量,改善了纖維質量。同時,蒸汽爆破處理的蘆葦/HDPE復合材料的拉伸強度和彎曲強度較未爆破處理的復合材料分別提高了22.3%和32.6%。