生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究

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1、硕士学位论文生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究ExperimentalandKineticsStudyonCombustionCharacteristicsofBiomassBlendwithCoal鲁光武2013年12月国内图书分类号：TK16学校代码：10079国际图书分类号：621密级：公开硕士学位论文生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究硕士研究生：鲁光武导师：陈海平教授申请学位：工学硕士专业领域：工程热物理培养方式：全日制所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TK16U.D.C:621T

2、hesisfortheMasterDegreeExperimentalandKineticsStudyonCombustionCharacteristicsofBiomassBlendwithCoalCandidate：LuGuangwuSupervisor：Prof.ChenHaipingSchool：SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March,2014Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学

3、硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《生物质混煤燃烧特性的实验及动力学研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它

4、单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以下相应方框内打―√‖）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要生物质是一种清洁可储存的可再生能源，值得引起政府与科技的关注。生物质与煤混燃是合理利用生物质经济有效的方法之一。研究生物质与煤混燃的燃烧特

5、性可为大型燃煤电厂掺烧生物质提供燃烧技术与燃烧设备上的依据与指导。首先，本文用STA449C热重分析仪研究了三种不同成型生物质燃料颗粒（木屑、稻草、谷壳）与耒阳无烟煤在单烧与混烧下的燃烧特性，深入探讨了生物质种类、粒径大小和掺混比例等参数对样品燃烧特性的影响。结果表明，生物质的燃烧失重明显分为两个阶段：第一阶段（250~350℃）是生物质中挥发分释放燃烧阶段；这一阶段失重范围较大，反应温度区间较窄，为生物质燃烧的主体阶段。第二阶段（350℃以上）是生物质固定碳燃烧阶段；这一阶段失重相对缓和，反应的温度变化范围较宽，此阶段的失重量和失重速率明显低于第一阶段。而无烟煤因挥发分

6、含量低，挥发分释放阶段并不明显。但当无烟煤中混烧生物质后，燃烧特性曲线有向低温方向移动，且随着生物质掺混比的增加，着火温度、挥发分及焦炭最大燃烧速率温度、燃烬温度呈现降低趋势。在生物质粒径大小上得出粒径为R200下的生物质比R90下的生物质更适合在燃煤电厂中掺烧。其次，本文利用Coats-Redfern法对热重实验数据进行了动力学计算分析，计算得到了三种生物质和无烟煤在单烧与混烧下高、低温阶段动力学参数，并用综合燃烧特性指数SN进行了计算分析。对于三种生物质与无烟煤单独燃烧时，无烟煤的活化能远大于三种生物质。生物质与无烟煤混烧时活化能随着生物质掺混比例的增加而减小，从而使

7、生物质和煤的燃烧速率随生物质掺混比的升高而逐渐增大。活化能与综合燃烧特性指数的计算表明无烟煤中掺烧部分生物质有助于改善煤的着火性能，对无烟煤的燃烧有催化促进作用。关键词：生物质；混燃；热重分析；燃烧特性；动力学分析I华北电力大学硕士学位论文AbstractBiomassistherenewableenergythatcanbecleanedandstored,itisworthgivingtheattentionfromgovernmentandtechnology.Co-firingofbiomassandcoalisone