關鍵詞：能源，生物質(zhì)成型，燃燒特性，配比
0、引言
生物質(zhì)能是指生物質(zhì)中多蘊含的化學能，是綠色植物經(jīng)光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化化學能后儲藏于自身的能量，是地球上唯一可再生的碳源，可以被加工轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料．隨著中國工業(yè)化進程的不斷加快，能源緊缺和環(huán)境污染的問題日漸凸顯，發(fā)展清潔能源和尋求常規(guī)煤炭等能源的潔凈燃燒技術(shù)的需求日趨緊迫．每年農(nóng)作物收獲時，大面積焚燒秸稈造成環(huán)境的嚴重污染，也增加了社會對廢棄秸稈處理的關注，不斷推動著秸稈資源轉(zhuǎn)化進程。
能源是推動社會經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，隨經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，能源的消耗也增多．這就出現(xiàn)了兩個突出問題：①環(huán)境污染日益嚴重；②化石燃料逐年緊缺，我國能源消耗以每年6%一7%的速度增長，目前中國已成為世界能源消耗量排名第一的國家，能源消費加快，人均能源占有量低，使我國節(jié)能減排形勢緊迫，任重道遠，近年來由于能源形勢趨緊，國內(nèi)外發(fā)電、供熱等行業(yè)對資源豐富、可再生性強、污染低的生物質(zhì)資源的開發(fā)利用給予了極大的關注，中國是一個農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源十分豐富，據(jù)2007年我國農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量測算，每年的秸稈資源總量約6.8億噸，除用于肥料、飼料、基可作為能源使用，農(nóng)業(yè)秸稈如能有效燃燒利用，其開發(fā)潛力十分巨大，目前收獲、打捆、運輸、儲藏、干燥等環(huán)節(jié)的加工利用水平都比較低．人們雖然對某些環(huán)節(jié)進行了研究，但沒有進行大面積的推廣，尤其是在利用農(nóng)作物秸稈作為煤的替代燃料方面基本上還沒有十分成功的模式，造成每年數(shù)億噸的生物質(zhì)能源白白浪費，同時造成了大氣的嚴重污染，社會的需求把科學研究推向了研究的前沿，秸稈成型燃料技術(shù)的研究就是為適應這種需求而開展的。本文對秸稈制作成型燃料并對其燃燒性能進行試驗研究，可為燃燒秸稈燃料鍋爐的設計提供可參考的依據(jù)，可進一步促進推廣利用農(nóng)業(yè)秸稈能源、減少污染，具有重要的現(xiàn)實意義，然而適合小型經(jīng)濟生產(chǎn)的就更少，我們項目就要在此方面做大量試驗研究，本項目結(jié)合東北當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)情況，以玉米秸稈為例進行生物質(zhì)型煤研制及其特點分析．
1、灰分的測量與對比
放入在馬弗爐中l(wèi) g左右的燃料，同時觀察門留有15 cm的縫隙來提供燃料燃燒所需的空氣，此時開始加熱，控制溫度使其在30 min加熱到500℃，并在500℃燃燒30 min，然后加熱到800℃，使其充分燃燒，殘留的物質(zhì)即為該燃料所含有的灰分．
由表1可知，秸稈中的灰分明顯少于煤中的灰分，并且燃燒后的灰分可以直接用于農(nóng)地中，提高土壤的肥沃程度。
2、揮發(fā)分的測量與對比
用帶蓋的坩堝裝好稱量好的燃料，放入已經(jīng)加熱到900℃的馬弗爐中，恒溫加熱7 min，取出坩堝，放人干燥器中干燥，待溫度降到室溫，然后稱量重量，減少的那部分為揮發(fā)分，以此計算出燃料中的揮發(fā)分。
由表2可知，秸稈中的揮發(fā)分明顯多于煤中的揮發(fā)分，秸稈成型燃料的點火特性更趨于原秸稈點火特性而優(yōu)于煤炭。
3、元素分析
秸稈和煤的元素分析，煤的含硫量和含氮量高，燃燒后生成的氮的氧化物和硫的氧化物都會對社會環(huán)境造成污染，影響人的身體健康。
4、秸稈成型燃料多組影響因素一
水分、含煤量、粘結(jié)劑的實驗安排
為了考察水分、含煤量、粘結(jié)劑3個因素對秸稈成型燃料的燃燒特性，進行三因素、四水平的正交試驗，選用L16( 43)正交表來安排實驗。
5、部分實驗數(shù)據(jù)成型燃料成型前后的重量對比如表5所示：
由表5顯示成型燃料干燥前后，質(zhì)量相差較大，而在壓制過程中，有明顯水分流出，由于此次實驗的壓制成型機器壓力太小，雖然強度滿足要求，但其中水分還殘留很多．如果推廣到工業(yè)生產(chǎn)中，換用壓力較大的機器，這個問題將迎刃而解．
6、燃料著火、燃燒、燃燼
成型燃料燃燒特性如表6所示，在忽略其他影響因素，水的含量影響著秸稈成型燃料的密度，從而影響燃料的著火溫度；煤的含量影響著秸稈成型燃料的燃燒時間，同時影響秸稈成型燃料的強度；粘結(jié)劑主要影響秸稈成型強度。
秸稈成型燃料致密的結(jié)構(gòu)抑制成型燃料燃燒時揮發(fā)分向外析出速度和空氣向內(nèi)擴散的速度，同時還會降低熱量由外向內(nèi)的傳播速度，秸稈成型燃料的點火所需要能量比散狀生物質(zhì)秸稈明顯下降．生物質(zhì)成型燃料的點火溫度在210℃左右．
7、結(jié) 論
該項目利用秸稈、煤、粘結(jié)劑進行不同的配比壓制成型，其特點是①便于運輸和管理；②可以出售，帶來經(jīng)濟利益；③儲藏占地面積小；④設備簡單．本文運用控制變量，正交試驗的方法以及測量秸稈和煤的各項特性，研究出最佳的配比，為生物質(zhì)成型方面研究提供參考。
這次通過大量的實驗以及測量出的數(shù)據(jù)，整理可知：
1)秸稈含量在60%，煤的含量在30%，粘結(jié)劑在10%，水與其它總質(zhì)量之比為1:2時，效果最好．主要依據(jù)壓制成型的燃燒效果，發(fā)熱值綜合考慮；
2)秸稈中的灰分少于煤中的灰分，成型后的燃料更易于堆放與處理；
3)秸稈中的揮發(fā)分多于煤中得揮發(fā)分，更利于燃料的燃燒；
4)秸稈中的含硫量和含氮量低，燃燒后生成的氮的氧化物和硫的氧化物都少，會對社會環(huán)境造成污染小．
該項目對秸稈成型機理以及燃燒機理進行研究，找出燃燒性能較佳的秸稈成型燃料的原料配比及壓力密度等參數(shù)，以達到較好的燃燒效果．促進農(nóng)業(yè)秸稈燃燒高效利用，達到“節(jié)能減排，低碳能源”的目的，對秸稈燃料的推廣利用具有重要的現(xiàn)實意義。
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