基于主成分分析的有机固废热解半焦与褐煤混燃特性研究

洁净煤技术
网络首发时间：2024-08-08 13:02:36

作者

韩澳张成马仑方庆艳谭鹏
单位

华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室
摘要

有机固废与燃煤机组耦合发电技术，是实现固废无害化处置及燃煤减耗降碳的有效途径之一。本文采用固定床反应器系统制取了废纺、木屑和橡胶3种典型有机固废热解半焦，分析了原料特性和热解温度对半焦产率和热值的影响。采用热重分析仪研究不同掺混比下有机固废半焦与褐煤的混燃特性及交互作用机制。研究结果表明：在热解过程中，低灰分且高纤维素含量的有机固废适合在较高温度下热解，而高灰分的石油化工类有机固废适合在较低温度下热解，废纺、木屑和橡胶的最佳热解温度分别为450℃、400℃和300℃。混燃过程中低挥发分的固废半焦与高挥发分煤种存在促进和抑制2种不同的交互作用，促进作用主要发生在着火和挥发分燃烧阶段，主要是由于半焦中丰富的孔隙结构增加了燃烧表面积，促进了氧气的传递和扩散；其次，促进作用也会发生在燃烧速率波动小的燃烧区间。抑制作用主要发生在固定碳燃烧和燃尽阶段，主要是由于燃烧前期挥发分燃烧消耗了大量氧气以及重质挥发分裂解焦油对燃烧表面的覆盖，导致燃料燃烧后期传热传质条件变差，这种抑制作用也会随着燃料中无机组分的催化作用逐渐减弱。采用主成分分析法量化了混合燃料燃烧特性和交互作用的综合指数，得到废纺、橡胶和木屑半焦的最佳掺混比例分别为20%、40%以及80%。
关键词

有机固废热解耦合燃烧燃烧特性交互作用主成分分析
文章目录

0 引言
1 实验和计算方法
1.1 实验部分
1.1.1 实验原料
1.1.2 热解实验装置及方法
1.1.3 热重分析
1.2 燃烧特性的特征指数
1.3 交互作用的表征参数
1.4 主成分分析法
2 结果与讨论
2.1 有机固废热解特性分析
2.2 半焦与煤的理化特性对比
2.3 半焦与煤的燃烧特性对比
2.4 半焦与煤的混燃特性
2.4.1 掺混比对燃烧特性的影响
2.4.2 不同固废热解半焦与煤混燃交互作用分析
2.5 基于主成分分析的半焦最佳掺混比研究
3 结论
引用格式

韩澳,张成,马仑,等.基于主成分分析的有机固废热解半焦与褐煤混燃特性研究[J/OL].洁净煤技术,1-13[2024-08-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3676.TD.20240808.1013.002.html.