玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较.pdf

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1、第26卷2010年第11期11月农业工程学报胁nsactionsoftheCSAEVbl．26No．1lNov．20lO25l玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较袁艳文1，一，赵立欣1，(1．农业部规划设计研究院，北京100125{孟海波1，林聪2，田宜水瞅2．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083)摘要：为解决秸秆类生物质颗粒燃料的结渣问题，通过在玉米秸秆中分别添加4种添加剂，对其结渣率、灰熔融特性、燃料特性等开展试验研究，并进行验证试验。结果表明，添加质量分数3％的MgC03、CaC03、砧203添加剂均可有效改善结渣效果，其中MgC03的抗结渣

2、效果最好，结渣率近似为零；CaC03添加剂结渣率低于10％，抗结渣效果性价比最高。同时，添加添加剂对燃料的燃烧性能无明显影响。这为解决玉米秸秆等生物质固体成型燃料的结渣

3、’廿J题提供了技术依据。关键词：秸秆，生物质，添加荆，固体成型燃料，结渣doi：lO．396％．issn．1002—6819．2010．11．043中图分类号：T硷6文献标志码：A文章编号：1002—6819(20lO卜ll一025卜05袁艳文，赵立欣，盂海波，等．玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较[J】．农业工程学报，2010，26(11)：251—255．Yu锄Yanw吼，Zh∞Li)【

4、in，M明gHaib0，eta1．E髓ctscomp缸sonona而-slagg吨additivesofcoms帆wbio嗽sspdlet缸el【J】．TI舶sactionsoftheCSAE，20lO，26(11)：25l一255．(inChinese、vinlEn酉ishabs仃act)0引言生物质固体成型燃料是指利用农作物秸秆等农业生产剩余物，通过专门设备压缩成特定形状来增加其密度的固体燃料【l】。使用时C02净排放量近似为零，NO，，S02排放量较低【2】。不仅可有利于减少广大农村地区秸秆焚烧的现象，改善大气环境；而且改变中国农村地区延续几千年传统落

5、后的燃烧模式，提高农村居民的生活质量，是生物质能利用的发展方向之一31。但是，由于秸秆等生物质固有的碱金属元素含量高等特点，导致灰熔点低，使用时结渣现象严霞。这不仅降低了燃烧效率，而且还对燃烧设备产生严重的腐蚀现象，降低燃烧设备的性能和使用寿命【4J。目前，国内外对生物质固体成型燃料的结渣现象高度重视，主要从原料预处理、添加添加剂以及改进锅炉结构等方面寻求解决方法【5】。其中，添加添加剂具有工艺简单、无需调整燃烧设备、成本低等优点，是研究的重点。国内外研究者采用石英砂(SiO：)、氢氧化铝【Al(OH)3】、氧化铝(A1203)【6】、磷酸氢钙(C枷P04·

6、2H20)、石膏(CaS04·2H20)、膨润土(A1203·4Si02．H20)、高岭土【A12si205(OH)4】和方解石(cac03)、粉煤灰【7】等作为添加剂，结果表明，添加适量的添加剂町有效避免牛物质固体成型燃料在燃烧过程中的结渣问题，马孝裂8】等针对收稿日期：20lO—04一16修订日期：20lO．04．26基金项目：农业部引进国际先进农业科学技术项目(2008G2)；生物质固体成，魁燃料生产工艺与成套设备成果转化(2008GB23260384)作者简介：袁艳文(1983一)，女。湖南新化人，主要从事农业生物环境与能源工程方面技术研究。北京农业

7、部规划设计研究院，100125．Email：yew520@tolILc咖※通信作者：田宜水(1972一)，男，辽宁阜新人，高级工程师，主要从事节能与生物质能政策、资源和技术研究等项工作。北京农业部规划设计研究院，lool25。陆蝴：yishuit@yah∞．啪添加剂对秸秆燃烧过程中碱金属行为的影响进行了试验分析，表明采用高岭土、燃煤飞灰和硅藻土等添加剂可以减少沉积物中水溶性K和Cl的含量，进而减轻秸秆燃烧过程中的结渣腐蚀现象。但上述研究缺乏对添加不同添加剂生物质成型燃料结渣率的测定与比较，也未考虑到燃烧性能和经济性等因素。目前，中国北方主要农作物品种为玉米，

8、因此本文拟以量大、面广的玉米秸秆为原料，制取添加不同添加剂的玉米秸秆颗粒燃料，对其抗结渣效果进行比较，并进行经济分析，以寻求抗结渣效果好、成本低的添加剂，旨在解决玉米秸秆颗粒燃料的结渣问题。1材料与方法1．1试验材料供试验用玉米秸秆取自北京市大兴区礼贤镇农村地区。具体玉米秸秆的燃料特性见表1。表l玉米秸秆的燃料特性T曲lelFuelcharact翻sticsofcoms诅ll【注：元素分析中各元素质量分数为空气干燥基的元素质量分数。测试标准采用欧盟CEN，rS14774．3，cEN厂rS14775，CEN厂rS15148，等。根据国内外研究成果，Mg、Ca、

9、舢等元素可有效改善生物质燃料的燃烧性能，本文作者对添