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生物质成型燃料制备及燃烧过程添加剂应用及研究进展

2017-08-03 14:35:10 来源:网络

常厚春等[93]在专利CN102911758A中配置的DBBF助燃剂是镁菱土、硝酸镁、氧化镁和氧化铁,并指出油脂(生物质液化油)不仅可以作为润滑剂减少成型设备的磨损程度,还可以作为DBBF的助燃剂和黏结剂使用。显然,富含油脂的微藻,可以考虑作为DBBF添加剂。虽然这方面鲜有报道,但是微藻在锅炉尾气CO2固定、污水处理等方面均有重要应用[94-99]。

4 DBBF制备及燃烧环节添加剂筛选原则

对于DBBF在制备和燃烧环节添加剂的筛选主要是围绕生物质原料、添加剂种类及其添加量三者展开。虽然我国的生物质原料种类和成分复杂多样,加之添加剂数量较多,但是,国内目前使用量较大的生物质原料主要可以分为草本植物和木本植物两种,就以上分析可以提出针对草本和木本植物使用效果优良的添加剂筛选原则:一、所选用的添加剂应当廉价易得,即制备添加剂的原料来源应当广泛充足,制备工艺应当简单,所消耗的成本越低越好;二、所选用的添加剂要有防水防潮的功效;三、所选用的添加剂不能对环境造成污染;四、所选用的添加剂本身的性能不能对成型燃料的性能(如燃烧性能等)产生影响;五、所选用的添加剂制成的成型燃料应当具备较高的机械强度。

依据此原则,可以对常见的两种DBBF提出了添加剂的备选种类(如表4),从表中可以看出DBBF黏结剂、防腐降沉添加剂、助燃剂的可选择种类是依次降低的。目前生物质成型燃料(DBBF)添加剂的关键技术中,以DBBF黏结剂和防腐降沉添加剂两者研发较为深入,种类多样、原料易得的特点使得这两种添加剂广泛应用于DBBF的规模化生产,但是DBBF助燃剂在近几年的研发过程中由于其苛刻的工艺要求,致使其还有很多问题急于解决。

5总结与展望

(1)对于生物质成型燃料(DBBF)黏结剂和防腐降沉添加剂。由于目前国内对于DBBF的需求量逐渐增大,这就对DBBF的机械强度有了更高的要求,所以探索有益于进一步增强DBBF机械强度的有效黏结剂将仍然是近年来研究的热点。但是,为了提高DBBF的使用和燃烧性能,降低添加剂的使用含量,就要求DBBF黏结剂除了增强燃料机械强度之外,还需要尽可能复合防腐、降沉、助燃等多种功效。DBBF燃烧过程中对于燃烧设备受热面(锅炉过热器等)的高温腐蚀和积灰结焦仍然是困扰生物质能洁净高效利用的主要困境,虽然目前研究开发的DBBF防腐降沉添加剂在一定程度上缓解了DBBF对于设备的腐蚀和积灰,但是就目前电力行业使用效果来看,目前的这些添加剂远远不能达到工业使用的需求,所以,基于燃烧学理论,开发防腐降沉效果达到工业需求的添加剂,将一直是DBBF防腐降沉添加剂的重要研究方向。

(2)对于生物质成型燃料(DBBF)助燃剂。国内对于煤用助燃剂的研发时间较早,且煤用助燃剂种类多样,但是DBBF助燃剂的开发在近年来才逐步开始,加之煤用助燃剂和DBBF助燃剂两者在使用性能方面也不尽相同,所以开发种类多样的DBBF助燃剂是改善DBBF燃烧性质的重要手段,且在未来一段时间DBBF助燃剂可以着手三个方面进行研究:第一是针对DBBF的助燃机理的进一步研究。由于DBBF燃料(尤其是常温、热压成型)与煤炭在微观结构和燃烧性能上的巨大差异,以往的燃煤助燃机理已不全适用于DBBF助燃剂的研发,所以从燃烧学的基本原理出发,结合DBBF燃烧的扩散理论,探索DBBF的助燃机理对于研究开发高效稳定的DBBF助燃剂提供理论基础。第二是需要建立完善的DBBF助燃剂的助燃评价标准。借鉴原有的燃煤助燃评价体系,基于DBBF的燃烧特性,进行DBBF的助燃评价体系的构建。第三,为了进一步降低生物质添加剂的使用量,借鉴黏结剂和防腐降沉添加剂的复合开发手段,逐步研发DBBF助燃剂与黏结剂、防腐降沉添加剂的功能复合。

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