铁路垃圾衍生燃料燃烧特性分析

大量增加的铁路固体垃圾已成为日益严重的环境问题,将铁路固体垃圾中的可燃组分经过筛选、干燥、加压成型等工艺制成高热值的复合垃圾衍生燃料(C-RDF),在解决环境问题的同时也解决能源问题.本论文主要是对铁路固体垃圾制备成的C-RDF,在高温管式炉内进行燃烧特性研究.实验结果表明:①垃圾比例增加,燃烧过程中CO和NOx浓度增大;SO2浓度降低.②氧的扩散是控制反应的关键环节,氧浓度较大时,有利于降低污染物排放浓度.③采用无烟煤制备C-RDF时,应控制煤掺量,防止形成结焦.     

新型油菜秸秆成型燃料成型工艺参数优化

为了提高油菜秸秆和造纸污泥两种废弃物的能源化利用效率,对掺入造纸污泥的油菜秸秆进行冷压成型。从污泥含量、成型压力、含水率和秸秆粒径四个方面对新型油菜秸秆成型燃料的物理性能进行测试,并以抗压强度作为衡量指标。通过单因素分析确定因素试验范围,再利用响应面法对试验结果进行分析。结果表明因素的影响主次顺序为成型压力含水率秸秆粒径污泥含量,新型油菜秸秆成型燃料的最佳成型工艺参数是:污泥含量25%,成型压力80 k N,含水率15%,秸秆粒径1 mm,这样可使成型燃料的抗压强度达到0. 206 k N。     

桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究

【目的】利用广西栽桑养蚕和造纸加工行业每年产生的大量生物质剩余物,高效制备用于供热领域的颗粒燃料。【方法】以桉树皮(Eucalyptus Bank,EB)和桑枝(Ramulus Mori,RM)作为原料制备生物质颗粒燃料,分析生物质原料的种类、环模孔长径比、颗粒大小、原料含水率以及添加剂含量对颗粒燃料成型效率的影响。【结果】添加少量的木质素粘结剂可以降低生物质原料的成型压力,当原料的含水率为16%~20%,颗粒度为4mm,环模孔长径比为4.5∶1,粘结剂添加量为5%时两种生物质原料都可有效成型,所制备的颗粒燃料的密度≥1.1g/cm3,机械耐久性≥95%。【结论】本研究工艺成型率高,获得的颗粒燃料符合生物质燃料要求。     

含水率对非饱和城市垃圾炉渣强度的影响

为了研究含水率(质量分数)对城市垃圾炉渣强度特性的影响,对含水率10%~20%的城市垃圾炉渣进行了超声波波速试验及无侧限抗压强度试验。采用PFC 2D软件对不同含水率条件下的垃圾炉渣进行了模拟,得出垃圾炉渣强度特性随含水率变化的规律。试验结果表明:垃圾炉渣的最佳含水率为15%;含水率10%~20%时,超声波纵波波速及轴向压力随含水率的增加,表现为先增加后减小的趋势,在最佳含水率处达到峰值。PFC 2D软件模拟结果表明:含水率约15%时,垃圾炉渣强度最大,试验验证了垃圾炉渣强度随含水率的变化规律。     

污泥衍生燃料制备技术及性能研究

通过改变制备污泥衍生燃料的工艺条件,分析污泥衍生燃料的热稳定性和落下强度,确定了较佳的制备工艺条件,并对污泥衍生燃料的燃烧性能进行测试。     

生物质烧结燃料性能优化研究

烧结生产过程产生了包含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和二口恶英的高温烧结废气.为减少烧结污染物排放,制备新型生物质燃料取代烧结矿石燃料,通过生物质炭化、生物质成型等对比实验确定优化生物质燃料最优实验条件.实验结果表明:锯末炭化分为两个阶段,在室温(25℃)~400℃适宜炭化升温速率为5℃/min,在400~600℃适宜炭化升温速率为20℃/min,锯末燃料适宜成型压力为50 M Pa.通过对适宜条件下制备的生物质烧结燃料与烟煤和焦炭进行对比实验,其比表面积、孔容孔径和燃料燃烧性能大幅改善,接近矿石燃料.     

9JYK-2000A秸秆压块机环模摩擦试验

针对秸秆固化成型过程中摩擦行为的复杂性,对影响9JYK-2000A型秸秆压块机环模磨损的物料对象水稻秸秆压块与45#钢的摩擦特性进行研究.以压块密度、含水率、正压力及摩擦速度为影响因子,摩擦系数为试验目标,设计五水平四因素正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,根据试验结果,仿真模拟出不同摩擦系数条件下的磨损深度,并对滑动摩擦力的预测模型进行推导.结果表明:对摩擦系数的影响因素大小顺序为密度、含水率、摩擦速度、压力;密度、含水率和摩擦速度对摩擦系数影响显著,而压力不显著;当压块密度为1.5 g·cm~(-3),含水率为28%,压力为20 N,摩擦速度为5 mm·s~(-1)时,磨损速率最小;存在一最佳的摩擦表面分形维数使得滑动摩擦力最小.     

压缩成型法制备TiO_2成型载体

以偏钛酸为原料,采用压缩成型的方法制备TiO2成型载体,考察制备过程中成型压力、造孔剂含量、硅助剂含量、焙烧温度等对TiO2成型载体性能的影响.采用X线衍射仪(XRD)、比表面检测定仪(BET)、热质量-差示扫描量热法(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对载体进行表征.结果表明:成型压力可显著提高TiO2成型载体的抗压强度,但是同时会导致载体的比表面积和孔容的下降.造孔剂的加入有助于提高载体的比表面积和孔容,当甲基纤维素质量分数为4%时,孔径最小;加入硅溶胶可提高载体抗压强度,并能提高载体的热稳定性;提高焙烧温度可提高载体抗压强度,但焙烧温度超过700℃时,载体的比表面积和孔容急剧下降,载体的锐钛型晶型结构逐渐转变为金红石型;在成型压力为100 MPa、造孔剂质量分数为4%、硅助剂质量分数为3%、焙烧温度达到600℃时,所制得的TiO2成型载体抗压强度为89.2 N/cm,比表面积和孔容分别为29.23 m2/g和0.17 cm3/g.     

内置热流化床煤调湿装置中湿煤的流动特性研究

选取平均粒径为0.82mm的宽筛分烟煤为床料,考察煤中水分(含水率)对煤在小型内热流化床煤调湿实验台中的流动特性的影响.绘制流化床内流化速度与床层高度、床层压降的关系曲线并进行分析.结果表明:煤料的临界流化速度为0.3~0.4m/s;高水分煤料(含水率为16.3%~17.8%的煤)的临界流化速度比低水分煤料(含水率为12.4%~13.7%的煤)的临界流化速度增加了20%,即含水率过高不利于煤的流化;高水分煤在流化过程中甚至出现了腾涌现象,使流化恶化,故应将流化煤料的含水率控制在14%以下.     

生物质垃圾与煤混烧污染特征的研究

对不同配比复合垃圾衍生燃料做实验试烧,并对燃烧产生的NOx、SO2等燃烧排放污染物进行了监测.利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结合联用技术观察了生物质垃圾与煤混合压制燃料的燃烧颗粒的微观形态特征.结果表明,随着生物质比例的加大,发现飞灰颗粒有细化的现象.Cl元素的排放主要出现在燃烧初期.钾的主要存在形式是氯化钾.飞灰颗粒的所有能谱分析中并没有检测到重金属元素的存在.     

校园垃圾物理化学性质的测定

为给垃圾焚烧处理提供基础数据,用氧弹式燃烧热测定仪等仪器,测定了校因垃圾的含水率、有机挥发 分和燃烧热值。学校厨房垃圾和校园垃圾的含水率分别为78.8％和26％;干基高位热值分别为11040kJ／kg 和11576 kJ／kg,湿基低位热值分别为935 KJ／kg和7 248 kJ／kg。     

基于田口法的钒钛磁铁矿热压块抗压强度的优化

使用田口法探索了影响钒钛磁铁矿热压块抗压强度的重要因子,并通过信噪比分析计算各因子对抗压强度的贡献率,最终给出钒钛磁铁矿热压块的最佳制备条件.实验结果表明,在热压温度、配碳比、煤粉粒度三个影响因素中,煤粉粒度对抗压强度的影响程度最大,其贡献率达到了79.99%,温度和配碳比二者的贡献率分别为15%和3.63%.优化后钒钛磁铁矿热压块的制备参数为热压温度300℃、煤粉粒度75μm、配碳比1.8.在优化后的参数下进行验证实验,得到的钒钛矿热压块的平均抗压强度达到1 152.1 N.     

不同颗粒粒径下型煤孔隙及发育程度分形特征

煤是一种非均匀多孔隙介质,其孔隙特征及其发育程度与煤层中瓦斯的吸附解吸特性及流动特征密切相关。为探讨型煤的孔隙结构,实验以颗粒粒径分别为4.00～1.70 mm、1.70～0.38 mm及0.38～0.18 mm的煤颗粒制作而成的型煤为研究对象,利用CF-2000P偏光分析软件和Fractalfox2.0分形分析软件对由不同粒径煤颗粒压制成的型煤孔隙特征及发育程度开展了系统研究。结果表明,随着型煤颗粒粒径逐渐减小,型煤中的孔隙半径逐渐减小,孔隙总数逐渐增多,分形维数值逐渐增大,孔隙发育程度逐渐增大,孔隙分布均匀程度逐渐增大。     

矿化垃圾粒径分布与其浸出液可生化性的关系研究

利用瓦氏呼吸仪测定了矿化垃圾浸出液的微生物耗氧量,探讨了矿化垃圾粒径分布与其浸出液可生化性的相关性,结果表明:不同粒径范围矿化垃圾浸出液的可生化性存在显著差异,其可生化性的难易程度与粒径分布呈正相关,即大粒径范围矿化垃圾浸出液可生化性较好.通过对同一粒径范围的矿化垃圾浸出液在不同稀释倍数、不同pH条件下的生化呼吸线与內源呼吸线的对比,发现随着浸出液稀释倍数的降低其可生化性得到提高,且在中性条件(pH=7.0)下可生化性最好,酸性条件(pH=6.2)下次之,碱性条件(pH=9.0)下最差.     

煤低温氧化动力学参数与粒度关系实验研究

探讨煤样粒度与表征煤氧化速度的活化能、指前因子的关系,了解粒度对煤的氧化反应速率等自然参数的影响,通过不同粒度东滩煤样的程序升温实验,测定了其不同温度下在空气中的耗氧速度。利用回归分析计算出反应的指前因子及活化能,并进行了分析。研究发现,随粒度降低,煤样氧化的活化能和指前因子均增加,并且在3mm处出现了突跃现象。说明煤的自燃性取决于粒度小于3mm颗粒的比例,而不是其平均粒度。     

煤岩学原理在粉煤成型机理中的应用

针对多煤种粉煤的无粘结剂常温成型，发挥发分煤加粘结剂成型和双组分型煤热成型等，运用煤岩学原理，采用显微观测，显微照相、扫描电镜观察等煤岩学方法，对粉煤成型机理作了较系统的研究，证明用煤岩学原理研究和解释成型机理是可行的，显微结构是决定型煤强度的关键因素之一。     

矿化垃圾基本特性研究

在填埋场稳定化进程理论研究的基础上，提出了矿化垃圾的基本概念，比较系统地对填埋时间为13年和9年矿化垃圾的物理、化学、生物等特性进行表征，论述了可能的应用前景．认为通过对矿化垃圾的开采与利用，就可使填埋场成为生活垃圾的中转处理场所，而不是最终的归宿．结果表明，矿化垃圾在物理质地上表现出类似砂土的倾向，但在结构和化学特性上又完全有别于砂土，特别是有机质、总氮、总磷含量、阳离子交换量，均明显超过砂土．其中，有机质的质量分数高达10％左右，与肥沃的土壤相类似，总氮、总磷含量也高于常规土壤；每100g干垃圾中，阳离子交换量更是高达0．068mol以上，比普通的砂土高出数十倍，比肥沃的土壤也高出两三倍．矿化垃圾细料与一般土壤组分比较，其粒径分布具有两极分布的趋势．这些特性均表明矿化垃圾细料具有优良的理化性质，当用做污染物处理基质时，能提供极好的吸附交换条件和适宜的微生物生存环境．     

利用木薯废渣制作燃料薪棒的试验研究

为了解决木薯加工过程产生的废渣所带来的问题、打破限制木薯淀粉产业发展的瓶颈,将木薯废渣作为原料,摸索适合木薯废渣压制薪棒的最高含水率以及最优加热温度,并将薪棒的燃烧效果与煤进行比较.结果发现,物料含水率控制在10%～15%,模具温度制在200℃左右时,可以得到质量较好的薪棒,用薪棒替代煤作为锅炉燃料可以达到节能减排的效...