BCFC的制备和成型机理及燃烧特性.pdf

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1、第35卷第3期煤炭转化VoI．35NO．32012年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2012BCFC的制备和成型机理及燃烧特性黄光许刘全润文成。张传祥马名杰摘要通过实验确定了生物质煤基燃料炭(BCFC)的制备工艺，研究了BCFC的成型机理和燃烧特性．结果表明，BCFC的制备工艺是将禹州煤、玉米秸秆和黏结剂按照81：6：l3的质量比混合成型，再经700℃炭化处理．生物质型煤的内部结构、禹州煤和有机黏结剂的黏结性是BCFC成型的保证．市售燃料炭在燃烧初期燃烧强度较大，但持久性逊于BCFC，这与二者挥发分、固定碳和发热量的差异有关．关键词生物质煤基燃料炭，制备工艺，成型机理，燃烧特性中图分类

2、号TQ536．9度<5mm备用；玉米秸秆取自焦作农村，经干燥、0引言粉碎至粒度<3mm备用．两种原料的分析化验结机制炭是将农林废弃物如秸秆、锯末和稻壳果见表1．为提高BCFC的性能，另选用两种常用的等松、散、软的生物质经机械挤压与高温缺氧炭化有机黏结剂．制成优质燃料和工业原料[1]，是合理利用生物质表1禹州煤和玉米秸秆样品的分析化验结果(ad)能的有效途径．与普通木炭相比，机制炭具有强度Table1AnalysisresultsofYZcoalandCO1TIstalksamples(ad)高、灰分少、含水量低及燃烧均匀、热值高、无烟、无味、无污染等优点，可有效缓解生活能源紧张的矛盾，降低对天

3、然木炭的依赖，减少对林木的采伐．国内外市场对木炭的需求量逐年增多，由于国家对森林资源保护力度加大，现有的木炭生产能1．2实验设备力不能满足市场需求．所以，发展机制炭技术具有生物质型煤生产设备：1Okg碾轮式混料机，山很高的经济效益和环境效益，应用前景广阔．目东青岛石桥机械制造有限公司制造；360×250强力前，机制炭生产存在的问题是：1)原料难以保证持辊式压球机，河南巩义市鑫迪矿山机械厂制造．续供应；2)烘干设备和制棒机难以满足要求；3)炭化设备：40kg实验焦炉．技术上要求较高．上述问题限制了机制炭的发展．BCFC机械强度检测设备：TYE-50抗折抗压试为解决上述问题，本研究以禹州贫瘦煤为主

4、要原料，验机，江苏无锡建仪仪器机械有限公司．配入一定量的生物质和黏结剂，通过一定的工艺制备生物质煤基燃料炭(BCFC，biomasscoal—based1．3BCFC制备工艺的确定fuelcharcoa1)，用以代替机制炭，并对其成型机理和结合型煤和型焦的相关知识和笔者研究实践，燃烧特性进行了研究．采用成型一炭化两步法制备煤基燃料炭．即将煤、生物质和黏结剂经混料机混合，压球机成型制得生物1BCFC制备工艺的确定质型煤，然后将型煤转移至实验焦炉中在一定温度下炭化即得生物质煤基燃料炭产品．为确定BCFC1．1实验原料的最佳制备工艺，设计正交实验，考虑玉米秸秆的用实验所用原料煤为河南禹州贫瘦煤，破碎

5、至粒量、黏结剂的用量和炭化温度等因素水平．*河南省重点攻关项目(102102210207)和河南理工大学青年基金资助项目(Q2008一10)．1)讲师；2)副教授；4)教授；5)高级工程师，河南理工大学材料学院，454000河南焦作；3)助理工程师，贵州茅台酒股份有限公司，564501贵州仁怀收稿日期：2012—03一l1；修回日期：2012—05—1586煤炭转化表4市售燃料炭的分析化验结果(ad)料炭燃烧时均表现出点火性能好、火力强度高、能提Table4Analysisresultsofcommercialfuelcharcoalsamples(ad)供持续均匀的火焰和无味无烟的特点．本研

6、究中，火力强度及持久性用燃料炭烧时上方温度随时间的变化曲线来表示．实验装置自行设计(见图2)，炉栅距地面约12cm，炉体总高度约50el'D-，热电偶顶端距燃料炭2cm．分别取12个BCFC和市售燃料炭，约(217-+-1)g．实验时，每隔5min记录一次，绘制燃烧温度曲线(见图3)．图3市售燃料炭与BCFC的燃烧过程Fig．3CombustionprocessofcommercialfuelcharcoalandBCFC4结论1)BCFC的制备工艺是：禹州煤、玉米秸秆和黏结剂按照81：6：13的质量比混合成型，再经700℃炭化处理．采用该工艺生产的BCFC，其性能、§嚣q重a0j咱gu质量指

7、标满足储存运输和市场应用的要求．图2燃烧装置Fig．跚2伽Ap栅p瑚ar姗at挪us抛s啪chem∞aticdiagramfor2)生物质型煤内部各组分间紧密堆积，使其具fuelcharcoalcombustion有较高的机械强度，也为其炭化时发生物理化学作由图3可知，35min以前，市售燃料炭的燃烧用提供了条件．炭化后制得的BCFC内部更加均匀、温度高于BCFC；35min后，市售燃料炭低于细腻