[发明专利]一种含灰固体燃料的多过程*特性的确定系统及方法

说明书

一种含灰固体燃料的多过程特性的确定系统及方法，本发明涉及含灰固体燃料的多过程特性的确定系统及方法。本发明为了解决现有含灰固体燃料化学的估算误差大的问题。系统包括氧气瓶、氧弹量热仪、温度传感器、第一压力传感器、第一阀门、第二阀门、过滤器、干燥器、真空泵、气体分析仪，第二压力传感器；氧气瓶的出口通过第一阀门连接氧弹量热仪的入口，氧弹量热仪的出口通过第二阀门连接过滤器的入口，过滤器的出口连接干燥器的入口，干燥器的出口连接真空泵的入口，真空泵的出口连接气体分析仪；氧气瓶和第一阀门之间设置第一压力传感器，氧弹量热仪内设置温度传感器和第二压力传感器。本发明用于含灰固体燃料特性确定领域。

技术领域

本发明涉及含灰固体燃料的多过程特性的确定系统及方法。

背景技术

目前，化学已广泛地应用于煤和生物质等含灰固体燃料的能量品质、经济性、环境效应、生态影响、反应装置、转化过程和利用系统的分析和评价。

自然界中的实际固体燃料，通常含有较高的灰分(例如褐煤的灰分含量高达55％)，而且灰分成分差异较大(例如某一木屑灰分中的含量为0.43％，而另一木屑灰分中SiO₂的含量为62.21％(为0.43％的144.67倍)，另一稻壳灰分中SiO₂的含量则为97.00％(为0.43％的225.58倍))。某一木质生物质燃料的灰分含量为0.15％时，其灰分相关值占该燃料化学的0.04％。依此简单线性类推，灰分含量高达55％的含灰固体燃料，忽略灰分因素的确定方法可导致含灰固体燃料化学高达15％的估算误差。

含灰固体燃料化学的确定方法主要为理论推算法和经验修正法，此两种方法在确定含灰固体燃料(特别是灰分含量高)化学时容易引起较大误差，本发明提出一种新型方法，揭示含灰固体燃料的多过程特性，为含灰固体燃料化学精确确定的新方法和新公式提供理论依据和数据参考。

理论推算法：

确定含灰固体燃料化学的理论推算法可以分为两类：一是基于分子结构的理论推算法，一是基于热力学模型的理论推算法。

基于分子结构的理论推算法，主要用于已知分子式及分子结构的燃料，估算无确定分子式含灰固体燃料的化学时存在一定难度或较大误差。

基于热力学模型的理论推算法，主要基于单过程热力学模型，重点考察燃料理论燃烧过程的反应即使少量研究工作考虑了灰分，灰分的影响也主要是关联进燃料化学反应过程的热效应之中，灰分成分物理扩散过程的扩散往往被忽视。当燃料灰分含量较高时，灰分扩散的比例也将增大。因此，这类理论推算法在估算高含灰固体燃料化学时会导致较大的估算误差。

经验修正法

确定含灰固体燃料化学的经验修正法主要是基于燃料的反应热(高位热值或低位热值)进行修正估算。

这类直接采用反应热(高位热值或低位热值)估算含灰固体燃料化学的方式，主要用于工程上资源的概算，此方法较为简便，但精度不高。这类基于燃料反应热进行修正的确定方法，通常在反应热前乘以一个由元素成分确定的修正因子。修正因子通常大于1，将直接放大含灰固体燃料化学的估算误差。

综上，含灰固体燃料化学的确定方法主要是：(1)基于分子结构的理论推算法和基于热力学模型的理论推算法，(2)基于反应热的经验修正法。第一类方法主要基于单过程热力学模型，重点考察燃料理论燃烧过程的反应通常忽略灰分物理扩散过程的扩散第二类方法通常在反应热(高位热值或低位热值)前乘以一个由元素成分确定的修正因子，通常也忽略燃料的灰分影响。导致含灰固体燃料化学的估算误差大。

发明内容