【摘要】：對于富煤貧油少氣的我國而言,煤炭將長期占據能源的主導地位,但其帶來的環(huán)境污染問題和節(jié)能減排壓力亟待緩解。生物質能源因其碳中和性、低污染性和豐富的資源量而引起廣泛關注,將農林廢棄生物質與煤炭在現有的燃煤電廠中進行混燃發(fā)電是一種可同時帶來環(huán)境效益和經濟效益的能源利用方式。但生物質的天然低品質特性阻礙了其混燃應用,非惰性氣氛下的烘焙則是一種較低成本的生物質預處理提質方式,將非惰性烘焙生物質與煤進行混燃利用具有較好的前景。非惰性氣氛與傳統(tǒng)惰性氣氛烘焙所得生物質的燃料特性可能存在差異,其與煤的混燃特性也有待進一步研究。本文以稻殼為主要研究對象,首先在固定床臺架上探究了不同氣氛(N_2;CO_2;模擬煙氣;空氣)和溫度(220/260/300℃)條件下所得烘焙稻殼的質量能量產率和燃料特性,并進行烘焙條件的優(yōu)選;之后在熱重臺架上開展了原稻殼/烘焙稻殼與煤的混燃實驗,運用TGA方法和動力學分析法探究了其混燃特性,并與原稻殼和煤的混燃進行對比;程序升溫速率為20℃/min,混燃煤種為一種煙煤和一種無煙煤,混燃氣氛為空氣氣氛和富氧氣氛,混合樣中稻殼的質量比例為20/50/70%。烘焙實驗結果表明,220℃時不同氣氛的烘焙固體產物特性差異較小,且與原樣相比無顯著提質作用;隨著烘焙溫度升高,氣氛的影響差異逐漸顯現。260℃和300℃下CO_2氣氛烘焙稻殼的質量能量產率和燃燒特性等均與N_2氣氛烘焙效果最為相近;模擬煙氣烘焙稻殼的質量和能量產率有所降低,但仍在75%以上,且燃燒活性無顯著降低;而空氣氣氛烘焙稻殼在中高溫時質量和能量損失最高達50%左右,著火和燃盡特性也較差。因此,選取260℃下CO_2和模擬煙氣氣氛烘焙稻殼與煤進行混燃實驗。結果表明,在空氣氣氛下與煙煤進行混燃時,原稻殼有利于改善原煤的著火特性、主要影響前期燃燒過程;而烘焙稻殼主要使焦炭燃燒階段的表觀反應活化能降低,且在生物質摻混比例較高時更有優(yōu)勢。在富氧氣氛下與煙煤進行混燃時,混合樣的DTG曲線均更加均勻平穩(wěn),且原稻殼與烘焙稻殼均在較高摻混比例下顯著改善了原煤的著火特性,但原稻殼更有利于降低整體的反應活化能。而在與無煙煤進行混燃時,原稻殼和烘焙稻殼對燃燒特性的影響規(guī)律一致,均極大改善了單煤的著火特性和反應活性。但因其燃燒失重曲線分布與單煤差異較大,可能不適于在現有燃煤電廠鍋爐設備中的直接混燃。因此,根據本文實驗結果,非惰性氣氛在替代傳統(tǒng)惰性氣氛烘焙上具有較大潛力,但不適用于過高的烘焙溫度;同時,與原稻殼相比,非惰性氣氛下的烘焙稻殼主要影響混燃后期的焦炭燃燒,且其整體燃燒失重曲線分布與單煤較為相近,更適用于以較高的混燃比例與煤在現有燃煤電廠中進行混燃應用,但具體的影響規(guī)律還需考慮燃燒氣氛和所用煤種的變化。
【圖文】：

科 技 大 學 碩 士 學 位 論 1 緒論的混燃分重要的基礎性能源之一，，長久以來為保障經濟和社根據最新的 BP 世界能源統(tǒng)計年鑒，2015 年我國國內仍然是能源消費的主導燃料；國務院發(fā)布的能源發(fā)展中也指出，到 2020 年煤炭消費比重將仍在 62%以內；的數據，2014 年我國煤炭儲量高達 2399.9 億噸，仍具到我國各種能源資源的儲量和分布現狀，煤炭在未來構的戰(zhàn)略主體地位。

仍然是能源消費的主導燃料；國務院發(fā)布的能源發(fā)展戰(zhàn)）中也指出，到 2020 年煤炭消費比重將仍在 62%以內；并布的數據，2014 年我國煤炭儲量高達 2399.9 億噸，仍具有慮到我國各種能源資源的儲量和分布現狀，煤炭在未來很結構的戰(zhàn)略主體地位。圖 1-1 2015 年世界主要國家化石燃料 CO2排放量[2]，單位：Mt
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TK16;TK6

【參考文獻】

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4 李s

本文編號：2652687