Zhu의 야니, 장 Linhua, 쿠이 장, 카이, 루 차오,
(열 에너지 공학, 산동 Jianzhu 대학, 제남 250101, 중국의 1. 학교, 에너지 효율에 산 동성 초점의 아키텍처 및 기술 3. 산동 Jianzhu 대학, 교육, 기술 사용의 정부, 제남 250101, 중국 정부의 2. 산동 Jianzhu 대학 신 재생 에너지 연구소 건물 실험실, 제남 250101, 중국, 아키텍처 4. 시안 대학 및 기술 환경 및 도시 공학, 시안 710055, 중국)
요약 : 산소 부화 연소 방법은 옥수수, 목화 줄기 상기 3 개 짚 TG-의 다른 산소 농도를 분석하여, 열 중량 분석에 의해 수행 나무 화재 시험되는 물품의 문제로 직접 바이오 매스 연소 온도가 낮은 액의 중요한 원천이다. 연료 연소 온도 구간의 원료 입자 3 종류 1,000 ℃ 공기 휘발성 최대 침전 근처 과잉 산소 율을 감소 : DTG 곡선 효과 지수 결과 세 가지 일반적인 연구 OXYGEN 매스 펠릿 연료의 연소 특성을 보여 2 2.75 배의 공기 속도가 과잉 산소는 연료의 연소 특성이 빠르게 인덱스를 증가하고, 최대 상승 옥수수 대, 옥수수 여물 쇼 강력한 촉진을 위해 농후.
0 소개
깨끗하고 재생 및 CO와 세계 차 에너지 소비의 14 %를위한 바이오 매스 계정, 2거의 제로 배출의 장점. 우리의 광범위한 지점, 풍부한 자원을 바이오 매스 원료 자원은 연간 석탄 650,000,000톤 총으로 변환 할 수 있습니다. 현재 주로 바이오 매스 직접 연소 방식으로 에너지를 주민을 위해하는 종 연소 간단 용이하게 얻어지고, 저비용이지만, 효율은 에너지와 환경 오염의 심각한 폐기물 결과 매우 낮다. 또한, 일반적으로 매스 브리켓하게는 1000 %를 연소 화염 온도, 만약 저온 문제를 해결할 수있는 매스의 직접 연소 널리 산업 에너지로 사용한다. 산소 연료 연소 크게 매스의 온도를 직접 연소를 향상시킬 수 있으며, 바이오 직접 낮은 연소 온도의 문제를 해결하는 중요한 방법이다.
지난 10 년 동안, 산소가 풍부한 연소가 특히 일본어, 산소가 풍부한 기술을 연구하기 위해 인력과 자원을 많이 투자 한 많은 선진국에서 해외에서 큰 집에서 개발하고 있고, 가스, 석유 및 석탄 화력 다른로했다 애플리케이션 차례 농축 시험 다음 결론 : 23 % 농후 연소 에너지가 27 %가 산소 농축하여, 20 % 내지 40 %의 산소 부화 연소 효율의 25 %로, 10 % ~ 25 % 일 수있다 50 % 내지 30 %의 에너지 업 등 Luosi 이순신 미크론 바이오 연료 부화 연소 특성 분석하고, 산소가 풍부한 매스 미크론 연료 상기 언급 한 40 % 산소 농축 노 온도의 연소 특성을 향상시킬 수있다 최대 1600 ℃.
바이오 매스 펠렛 연료는 고압, 고밀도의 질감을 가지고 있으며, 연소시 공기와의 접촉 면적이 작기 때문에 발화 및 연소 특성이 바이오 매스 미세화 연료의 것과 상당히 다릅니다. 방법의 분석 바이오 연료 연소 성능이 방법은 간단하지만, 탈 휘발 온도 레벨, 최대 방출 속도 및 매스 무중력 상태 다른 미생물 연료를 표시 할 수있다. 따라서, 미국은 TA 열 Q50을 제조 분석기 세 전형적인 시험 미생물 연료 입자 세 TG-DTG 곡선 연료의 연소 인덱스 지수의 특성 지수, 연소 안정성 및 연소 특성이 결정된다 과잉 산소 분석의 매스 휘발 분석 또한, 중국의 에너지 구조 개선, 환경 보호, 농촌 경제 발전을 촉진하는 중요한 실용적인 의미를 가지고뿐만 아니라, 이론적 근거를 제공하기위한 바이오 매스 원료 입자와 대규모 바이오 매스 연소로를 선택합니다.
1 바이오 매스 입자 연소 특성 판별 지표
1.1 특성 지수의 휘발성 분석
휘발성 분석의 특성 지수는 연소 과정의 휘발성을 특성화하여 중요한 지표의 바이오 매스 미립자 연료 연소 특성을 결정하는 것입니다.
2 실험 장치 및 방법
2.1 실험 장치
Q50 U.S. TA 열 중량 분석기 제조 본 실험에서는, 상기 장치는 다섯 퍼지 가스 시스템의 열 밸런스,로, 온도 제어 및 측정 시스템 구성. 노에있어서 퍼지 가스가 퍼지 가스의 일부 디지털 질량 후 컨트롤의 샘플 레벨을 통해 흘러, 보호 가스의 다른 부분은, 밸런스 챔버와 결합 된 수평 노 측 포트로부터의 퍼지 가스 유출 후의 가스, 밸런스 실 열 천칭은 ~ 1,000 ℃ 실온의 온도 범위를 제공하기 위해 배치 측정 정확도와 정밀도 우수;로는 열 중량 분석 장치의 주요 구성 요소는, 온도 제어가 1,000 ℃ 가장 빠르고 정확한 방식의 범위로 실온에서 수행 될 수 있으며, 디지털 자동 가스 유량 제어 장치 스위칭 장치는 효과적으로 데이터의 안정성을 향상시킬 수있을뿐만 아니라 불활성 가스와 산화 분위기를 빠르게 전환 할 수 있습니다.
2.2 실험 방법
여물 옥수수, 목화 줄기, 나무 매스 펠릿 연료의 여러 가지 조건에서 세 가지 일반적인 실험 TGA Q50을 이용하여, 산소가 풍부한 조건에서 연료 매스 입자의 연소 특성을 분석한다. 우선, 온도 프로그래밍 방법 40 % O에서 2, 21% O2, 14% O2그리고 열분해 조건 하에서 연소 시험 20 ㎎의 시료를 승온 속도 20 ℃ / 분, 캐리어 가스 유량 60 ㎖ / 분, TG-DTG 그래프 여물 옥수수, 목화 줄기 톱밥을 수득 하였다; 산소 농도를 다음과 조건 TGA 실험 다섯 종류하고 분석 캐리어 가스 유량은 21 %로, 14 % 및 60 ㎖ / 분이었으며, 60 ㎖ / 분, 40 %, 및 60 ㎖ / 분, 21 %, 및 50 ㎖ / 분, 21 %, 및 70ml를 / 분 산소 풍부화 조건에 의한 3 가지 줄기의 휘발 분석은 특성 지수 Rh, 연소 안정성의 판별 지수 Rw, 연소 특성 지수 P1의 영향을 보여 주었다.
3 가지 실험 결과 및 분석
3.1 산소 농축 조건 바이오 매스 바이오 매스 연료 연소 중량 감소 특성
3.1.1 옥수수 줄기 TG-DTG 곡선
그림 1에서 볼 수 있듯이 21 %의 O 2기준 곡선 TG 및 DTG 곡선은 세 단계로 나누어 질 수있다 : 첫 번째 단계는 수분이 석출되어, 온도 범위는 20 ~ 220 ℃ 네 개의 곡선이 기본적으로 동일 프로세스의 옥수수 줄기의 물 분석의 산소 농도의 변화이다. 작은 효과, 두 번째 단계는 휘발성 연소 단계 TG 곡선, 40 % O에서 볼 수 있습니다 2산소가 풍부한 조건 중 연소 범위가 더 짧고 휘발성 연소 온도 범위는 220 ~ 290 ℃, 21 %는 O 2, 14% O2그리고 열분해 곡선은 220 ~ 330 ℃의 온도 범위와 크게 다르지 않습니다. DTG 곡선에서 볼 수 있듯이 4 개의 곡선은 휘발성 분석의 피크 속도가 40 %로 나타났습니다. 2산소가 많은 조건 중 최대 침강 율은 23 % / min, 21 % O였다. 2, 14% O2열분해 및 최대 석출 속도 / 분, 13 % / 분으로 12 % / 분으로 14 %였다 상기 세 번째 단계에서, TG 곡선에서 알 수있는 고정 탄소 연소 단, 40 % O이고 2산소 농축의 조건에서, 옥수수의 연소 범위가 분명히 짧아지고, 연소 온도 범위는 390-440 ℃, 21 % 2그리고 14 %의 O 2곡선은 220 ~ 330 ℃의 온도 범위와 크게 다르지 않습니다.
다른 세에 비해 열분해 곡선 명백한 전이 부와 상기 고정 탄소 연소 스테이지 사이 휘발성 연소 단계로의 DTG 곡선으로부터 알 수있다. 330 ~ 900 ℃의 고정 탄소의 연소 온도 범위를 긴 간격 열분해 곡선을 제외하고는 체중 감소율의 피크가 나타나지 않았고 나머지 세 체중은 체중 감소율에서 최고점을 보였다. 211 % / min의 최대 비율, 21 % O.에서 산소가 풍부한 옥수수 stover 중 2최대 증착 속도는 4 % / min, 40 % O 2최대 증착율은 휘발 속도, 더 옥수수의 연소 성능을 증대 2.75 시간을 단축 할 수있는 공기. 설명 농후 연소 영역에서의 과잉 산소와 고정 탄소 나무 휘발된다.
3.1.2 면화 스토킹 TG-DTG 곡선
도 2로부터 알 수있는 바와 같이, 옥수수 줄기와 일치 목화 줄기 TG 및 DTG 곡선은 세 단계로 나누어. 제 1 단계의 온도 범위는 20 ~ 250 ℃이다. 네 개의 곡선이 기본적으로 동일이 단계, 수상 산소 분석을 나타내는 농도의 변화는 면화 줄기에 거의 영향을 미치지 않았다. 두 번째 단계는 250-300 ℃의 온도 범위에서 휘발 연소 단계였다. TG 곡선에서 40 % O 2산소가 풍부한 목화 줄기의 휘발성 연소 온도 범위 250 ~ 290 ℃, 21 % O 2, 14% O2DTG 곡선으로부터 알 수있는 바와 같이, 작은 차이는 220-350 ℃의 온도 범위 서모. 네 개의 곡선이 또한 분석 하였다가 휘발 율 피크 나타나고, 과잉 산소의 피크 초기. 40 % O 2세 번째 단계에서, TG 곡선에서 알 수있는 고정 탄소 연소 단, 40 % O이고 산소 부화 목화 줄기 최대 증착 속도가 19 % / 분 미만, 다른 세 곡선보다 높았다 2산소 농축의 조건에서 면화 온도 범위는 390 ~ 440 ℃, 21 % O 2피크없이 중량 손실 곡선의 열분해 속도에 더하여, 100 ℃. DTG 그래프로부터 알 수있는 조건에서의 연소 영역을 줄여 다른 세 체중 감소의 최대 속도를 발생하고, 과잉의 산소 피크. 40 %의 O를 초기 표시 212 % / 분의 최대 비율, 21 % O.에서 산소가 풍부한 옥수수 stover 중 2최대 강수량은 5 % / min, 40 % O 2최대 증착 속도면로드의 연소 특성을 개선하기 위해 휘발 속도를 향상 2.4을 단축 할 수있는 공기. 설명 농후 연소 영역에서의 과잉 산소의 시간 및면 휘발성 고정 탄소이다.
3.1.3 톱밥 TG-DTG 곡선
도 3에서 알 수있는 바와 같이, 크게 경계 옥수수 줄기 목화 줄기 더 목화 줄기, 고정 탄소 및 휘발성 물질과 유사하지만, 연소되지 않은 톱밥 TG 및 DTG 곡선. 분석 단계의 첫 번째 단계는, 물, 네 개의 곡선은 기본적으로 동일하다 산소 농도의 변화가 톱밥의 수질 분석 과정에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 나타내며, 두 번째 단계는 휘발성 연소 단계입니다.
TG 곡선에서 볼 수 있듯이, 40 %의 O 2산소가 풍부한 목화 줄기의 250-310 ℃, 21 % O의 휘발성 연소 온도 범위 230 ° C 감소 DTG 곡선에서 알 수 있듯이 40 %의 O 223 % / min의 최대 강수 율 하에서의 산소가 풍부한 조건 2, 14 % 02 그리고 열분해 조건에서의 최대 강수량은 17 % / min, 16 % / min 및 15 % / min이었고 고정 탄소 연소 단계의 세 번째 단계는 TG 곡선에서 40 % O 2산소가 풍부한 조건에서 우드 칩의 연소 온도 범위는 320 ~ 440 %로 연소 범위 21 % 02보다 100cc 낮습니다. DTG 곡선을 보면 14 %의 O 2그리고 열분해 곡선은 체중 감소율의 중요한 피크를 나타내지 않았고, 큰 장애물의 고정 탄소 연소 단계에서의 혐기성 조건을 나타냅니다.
40% O212 % / 분의 최대 비율, 21 % O.에서 산소가 풍부한 옥수수 stover 중 2최대 강수량은 6 % / min, 40 % O 2대기 중 2 배의 최대 속도 조건에서의 산소 농축 산소 농축은 목재 칩 및 탄소 고정 연소 영역의 휘발을 단축시켜 휘발성 분석 속도를 높이고 목재 칩의 연소 성능을 향상시킬 수 있습니다.
3.2 바이오 매스 펠릿 연료의 산소 농축 조건
3.2.1 바이오 매스 내 휘발성 입자의 특성에 미치는 산소 농축 효과
세 가지 전형적인 바이오 매스 펠릿 연료의 Rh 값은 다양한 캐리어 흐름과 산소 농도 하에서 그림 4에 나와 있습니다.
그림 4는 산소 함량의 변화에 따라 전형적인 3 가지 바이오 매스 펠릿의 휘발성 유기 화합물 (API)이 크게 변하는 것을 보여 주며, 산소 결핍 상태에서 옥수수, 면직물 및 톱밥의 휘발성 분석 지수는 7.1 , 7.8 및 7.90 mg / (분 K 2), 저산소 상태에서 가장 휘발성 우드 칩과 면화 스토킹, 옥수수의 가장 어려운 휘발성 분석을 나타냄. 21 % O 2조건 하에서 옥수수, 면봉 및 톱밥의 휘발성 분석의 특성 지수는 상승 경향을 나타내어 산소 함량의 증가에 따라 3 개의 밀짚의 연소 안정성이 향상되었다.
40% O2산소가 풍부한 조건, 옥수수, 면화 줄기와 휘발성 나무에서 K를 특성 지수는 16.3, 12.2 및 13.7mg / (분이었다 분석 · 2), 과잉 산소 세 짚의 연소 안정성이 크게 K 7.6mg / (분의 특성의 분석에 의해 증가 된 공기 · 휘발성 옥수수 과잉 산소 지수에 비해 개선 된 것을 나타낸다 2), 옥수수와 톱밥은 각각 4.1과 4.8 mg / (min · K) 증가했다. 2), 산소가 많은 조건 하에서 옥수수 휘발의 촉진이 가장 강력 함을 나타냅니다.
3.2.2 바이오 매스 연소 안정성에 대한 산소 농축 조건
상이한 조건 하에서, 세 가지 전형적인 바이오 매스 펠릿 연료의 Rw 값을도 5에 나타내었다.
도 5는 산소 함량의 변화, 또한 다를 수 바이오 연료 입자의 세 가지 일반적인 연소의 안정성. 저산소 조건, 옥수수, 목화 줄기, 나무 연소 안정성 지수에 따라 800, 740이었다 것을 보여준다 그리고 880, 최고의 옥수수, 면화 줄기 최악의 최고의 산소 안정성 아래의 우드 칩의 연소를 나타내는, 21 %에 도달했을 때 O 2조건, 옥수수, 목화 줄기, 나무 연소 안정성 지수는 산소 함량이 증가함에 따라, 연소 안정성 안정성 지수 증가 짚 세 종류, 목화 줄기 향상되었음을 나타내는, 900, 960 및 930였다 저산소 조건에 강한면 줄기 촉진 하에서 증가 된 산소 함량을 나타내는 220, 100 옥수수 칩의 증가, 21 % O와 240 % O와 비교 2톱밥이어서 과잉 산소의 산소 함유량이 강한 옥수수를 촉진 증가를 나타내는 안정성 지수 640 옥수수, 옥수수 칩을 증가시키고 (260) 및 (430)에 의해 증가하는 호기성 조건 하에서,면 최악 또한 스토킹 3 가지 전형적인 바이오 매스 펠렛의 연소 안정성은 운반 기체 유량의 변화에 따라 파라볼 릭하게 하향 변화 하였다.
3.2.3 산소 농축 조건이 바이오 매스 연소 지수에 미치는 영향
다른 조건 하에서, 세 가지 전형적인 바이오 매스 펠렛의 P1 값이 그림 6에 나와있다.
트렌드 P1 값 로듐 및 Rw는 값 경향은 매스 입자 휘발성 침전 도움 입자 발화 온도, 연소 안정성이 감소하고, 연소 속도를 향상시키는 것을 나타내는, 실질적으로 동일하다.
저산소 조건 연소 특성 인덱스 옥수수, 목화 줄기, 나무 칩에서 비교적 낮은 물질 입자의 3 개의 원시 저산소증 불량한 점화 성능의 종류 및 특성은 연소 연료를 나타내는, 21 % O 2이 조건에서 옥수수, 면봉 및 톱밥의 연소 안정성 지수는 상승 추세를 보였으며 면직물 안정성 지수는 2.2mg 2/ (분 K 2), 옥수수와 톱밥은 1.5, 0.9mg 증가했다 2/ (분 K 2), 산소 함유량이 증가함에 따라, 세 짚의 연소 안정성이 향상하고, 줄기가 강한 촉진면의 산소 함유량을 증가되었음을 나타내는 21 %의 O와 240 % O와 비교 2농축 된 상태, 옥수수 안정성 지수는 4.0 mg 증가 2/ (분 K 2), 면화 줄기와 톱밥은 각각 2.4와 3.6 mg 증가했다. 2/ (분 K 2), 즉 산소가 풍부한 조건 나타내는 짚 3 종류 유의 연소 특성을 개선하고, 옥수수 점화의 산소 함유량을 증가 연소 및 연소 특성 톱밥,이어서 강한을 촉진면 최악 줄기. 또한, 세 가지 일반적인 바이오 매스 펠릿의 연소 안정성은 운반 기체 유량의 변화에 따라 파라볼 릭하게 하향 변화한다.
4 결론
(1) TG-DTG 곡선은 40 %의 O 230 °보다 바이오 연료 연소 휘발성 짧은 간격 OXYGEN 입자.] 공기 중의 C는, 고정 탄소의 연소는 약 100 ℃. 산소 탈 휘발 2-2.75 배의 피크가 공기에 간격 및 피크을 단축 이전에는 바이오 매스 연소 성능이 크게 향상되었습니다.
(2) 21 % 0 14 % 기하 급수적 나무 연소 안정성 및 연소 특성 판정 지수 지수 상승 특성의 산소 함유량의 증가 휘발성 옥수수, 목화 줄기 및 분석.와, 농도 범위, 3 가지 지표의 증가는 적습니다 .21 % ~ 40 % O 2산소 농축의 조건 하에서 세 지표는 모두 명확한 상승 추세를 보여 14 % ~ 21 %의 O 2농도 범위 내에서 산소 함량을 증가 시키면 바이오 매스 연소 성능을 향상시킬 수 있지만 그 효과는 분명하지 않다 21 % ~ 40 % O 2산소가 풍부한 조건은 바이오 매스 연료의 연소 성능을 실질적으로 향상시킬 수있다.
(3)21% O240 % 0 동안 세 가지 다른 지표 옥수수에서 면화 줄기와 톱밥은 크기가 아닌 산소 세 인덱스 옥수수 곡물 목화 줄기, 나무 칩보다 높았다 나타내는 과잉 산소 옥수수 미립자 연료는 더 강한 역할을 촉진합니다.
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