Estudios de co-combustin para la aplicacin potencial de aserrn o de su carbn a baja temperatura como co-combustible con el carbnP. Sarkar una ,SG Sahu una ,Correspondiente informacin de contacto del autor, E-mail al Autor correspondiente, A. Mukherjee una ,M. Kumar una ,AK Adak una ,N. Chakraborty b ,S. Biswas unReflejosComportamiento de incendio mejora en el uso de raw-SD/SD char como un compaero de combustible con el carbn.La energa de activacin para la co-combustin mostr un efecto sinrgico.Carbn de lea de aserrn ha conseguido la eficacia como co-combustible en comparacin con su contraparte cruda.Utilizacin en mayor proporcin es posible con caracteres SD, en comparacin con SD cruda.Ms contenido de calor y la facilidad operativa se aaden las ventajas para el uso de caracteres SD.AbstractoA nivel mundial existe una tendencia creciente hacia la co-combustin de carbn y biomasa para la produccin de energa. Desventaja en funcionamiento la planta de energa en la India derivada del alto contenido de ceniza de carbn recomienda el uso potencial de la biomasa como co-combustible. Co-combustin de biomasa con carbn pulverizado es un rea importante en el marco del programa de desarrollo de la energa limpia y el programa de desarrollo de energa renovable en la India y en algunos otros pases tambin. Mezcla de biomasa con carbn sigue exigiendo una investigacin para su posible aplicacin en el combustible pulverizado existente caldera. Bsicamente una evaluacin comparativa del rendimiento de la combustin para dos tipos de mezclas binarias a saber. 'Carbn aserrn (SD) "y" carbn de hulla-SD "se han hecho en este estudio utilizando un analizador termogravimtrico (TGA) y un horno de tubo Drop (DTF), basado en lo que puede hacer posible la seleccin judicial de las mezclas. Las mezclas de cualquiera de los combustibles anteriores mostraron un mejor desempeo en trminos de los principales ndices de TGA-reactividad, el ndice de ignicin y DTF-quemar la eficiencia en comparacin con el rendimiento a base de carbn (como punto de referencia). La energa de activacin para la co-combustin en TGA mostr un efecto sinrgico. Entre las dos opciones de tipos de mezcla, 'carbn carbn-SD' pareci ser superior a la otra. Sobre la base de las caractersticas del combustible, as cuestiones operacionales, el uso de SD-carbn tambin se puede considerar como opcin preferida.

Palabras claveCo-combustin ;Carbn ;Biomasa ;Co-combustible ;TGA ;DTF1. IntroduccinEl carbn sigue siendo ampliamente utilizado por los pases desarrollados y en desarrollo para generar electricidad y el proceso de vapor / calor para una variedad de aplicaciones comerciales e industriales. La mayor parte de la capacidad actual de generacin elctrica se basa en el uso de carbn pulverizado-lea aunque otras tecnologas como la combustin en lecho fluidizado y fogonero-combustin se utilizan en algunas reas. Utilidad y calderas industriales emiten grandes cantidades de CO 2 que contribuye al calentamiento global. Tambin generan emisiones significativas de especies de gases cidos como el NO x y SO 2 . Adems, las cenizas y dems residuos producidos por la quema de carbn requieren eliminacin o utilizacin de una manera ambientalmente aceptable. El nmero de posibilidades se han examinado para mitigar estos problemas, incluyendo la co-combustin de carbn con una variedad de biomasa y / o residuos dentro de la planta de carbn existente. Co-combustin es probablemente el menos complicado y una de las formas ms ventajosas de la utilizacin de biomasa y residuos para el reemplazo de una cierta cantidad de combustibles fsiles para la conversin de energa estacionaria [1] .Co-combustin de 'carbn y biomasa' representa una opcin de la energa sostenible y renovable que promete reduccin de CO neta 2 , SO x y, a menudo NO x las emisiones y tambin en la liberacin anaerbica de CH 4 , NH 3 , H 2 S, amidas, cidos orgnicos voltiles, mercaptants, steres, y otros productos qumicos que conducen a varios beneficios sociales [2] , [3] , [4] , [5] y [6] . Uno de los requisitos previos para la aplicacin co-combustin se refiere a las modificaciones necesarias, con el fin de acomodar la naturaleza del comportamiento trmico de los materiales de la biomasa [7] . Por lo tanto, el desarrollo de sistemas, para la conversin de mezclas de carbn-biomasa a la energa por procesos termoqumicos, requiere una comprensin fundamental de las propiedades trmicas y cintica de la reaccin. Aunque muchas cuestiones tcnicas an no se han resuelto, co-combustin es posiblemente la mejor opcin de la energa para los productores de energa en la actualidad. En realidad estenosis en materia de emisiones y el problema del agotamiento de los combustibles fsiles reforzaron el argumento a favor de la co-combustin.El anlisis termogravimtrico (TG) es una de las tcnicas ms comunes que se utilizan para investigar y comparar los eventos trmicos y cintica durante la combustin de combustibles slidos rpido [8] , [9] , [10] , [11] y [12] . Experimentos termogravimtricos no isotrmico no slo puede ser utilizado como un mtodo de clasificacin rpida y sencilla de los combustibles con el fin de su reactividad, pero tambin evala inicialmente el comportamiento esperado de la combustin en mayor escala. Una serie de estudios sobre el carbn y la biomasa [4] , [13] , [14] , [15] y [16] de combustin con TG han sido comunicadas entre ellos algunos estudios de TG en la co-combustin de carbn y biomasa [17] , [18 ] , [19] , [20] , [21] y [22] . Sin embargo, se han reportado muy pocos estudios sobre la co-combustin de carbn-biomasa carbn [23] y [24] . Kastanaki et al. [23] observ que el comportamiento de la mezcla no poda predecirse mediante una correlacin de las caractersticas de los combustibles puros (es decir, propiedades de carbn y carbn de lea). En su estudio de la reactividad se encontr incremento en la mezcla de 'carbn de biomasa "con" carbn / lignito y aunque el efecto de aumentar el porcentaje de la biomasa en la reactividad no han seguido un comportamiento lineal. Backreedy et al. [24] observ que caracteres de biomasa son ms reactivos que el char del carbn debido a la activacin de los enlaces por grupos-O-presentes en la estructura. Co-combustin de biomasa con carbn tambin puede ser una opcin para promover una poltica descentralizada de generacin de energa para el crecimiento econmico del sector rural.

El aserrn es un miembro importante de la familia de la biomasa para la aplicacin de co-combustin. Para tales aplicaciones montn de aserrn est disponible en diferentes regiones de la India. Por ejemplo, en Kutch Distrito en Gujarat alrededor de 250 aserraderos estn en operacin con una produccin media anual de 822,40 toneladas al aserradero. Varios estudios se han llevado a cabo por diferentes grupos de investigadores [25] , [26] , [27] , [28] y [29] . Kazagic y Smajevic [25] observaron efectos sinrgicos despus de usar un tipo particular de aserrn en mezclas con un carbn y tambin efectos sinrgicos en trminos de SO 2 de emisin, la formacin de escoria comportamiento, etc Gani et al. [26] investigaron las caractersticas de co-combustin de aserrn y de bajo rango del carbn en un horno de tubo de cada calentado elctricamente y se encontr que la biomasa puede mejorar las caractersticas de ignicin de carbones de bajo rango debido a la alta (VM) contenido en la biomasa. Ellos dilucidado que NO comportamiento puede ser simulado por esquemas de reaccin homogneas. Ellos encontraron que el NO y N 2 O concentraciones durante la co-combustin se mantuvieron misma que en caso de combustin de carbn pulverizado incluso si la entrada de combustible-N para co-combustin se convierte en un medio de que para la combustin de carbn. Zuwala y Sciazko [27] investigaron pruebas de ensayo de co-combustin de aserrn con carbn en la central Skawina en Polonia. En su estudio de la disminucin de CO y SO 2 se inform de las emisiones. P. Abreau et al. [28] tambin investig la co-combustin de carbn con el pino-aserrn y no hay problemas de funcionamiento debido a la formacin de escoria y el ensuciamiento fueron identificados. Se encontr que la velocidad de deposicin a disminuir con el aumento de la potencia trmica de la biomasa en la mezcla. Los autores destacaron aserrn para ser una excelente opcin de futuro para los procesos de co-combustin dado su bajo contenido de ceniza y metales alcalinos. Adems, en este estudio se encontr contenido de aluminio de alta de silicio y en el depsito que conduce a la mejora de la temperatura de fusin de la ceniza. En otro estudio [29] el tiempo total de combustin se encontr que se reduce en un 15-25% en la combustin de la mezcla serrn-carbn en comparacin con la combustin del carbn.

Por otra parte, este es un hecho que el carbn no coquizable que se extraen ahora en la India tienen alto contenido de cenizas y baja a las materias voltiles medianas. Por lo tanto, adems del ahorro de combustible fsil no renovable, las mejoras generales del comportamiento de estos carbones son posibles cuando estn co-alimentadas con biomasa, tales como aserrn. Comportamiento Co-combustin con mezclas de carbn y SD-Char fue examinado a travs de la escala de laboratorio (TGA) estudios en uno de nuestros trabajos anteriores [30] , donde se describen varias ventajas de la SD-chamuscar con su contraparte cruda. Para ganar confianza en SD-char como un compaero de combustible, nos pareci que era importante volver a examinar los resultados a mayor escala de operacin. Por lo tanto, en el presente estudio se tom la decisin de investigar el efecto de la mezcla de la biomasa cruda y su carbn con el carbn, tanto a escala de laboratorio (TGA) y la escala de banco (DTF) experimentos. Se espera que los experimentos de co-combustin simultneas con prima-SD, y tambin con SD-char a dar aportes valiosos en relacin con la toma de decisiones especficas del caso de la eleccin del componente co-combustible y para la seleccin de la composicin de la mezcla. Aunque los estudios de co-combustin a escala de laboratorio que utilizan este carbn en particular y muestra de carbn se han descrito en una de nuestra publicacin reciente [31] , este estudio incluye prima-SD como componente de la biomasa bajo el mismo marco de los experimentos de combustin. El presente trabajo tambin incluye estudios DTF para las pruebas de rendimiento de las dos categoras de mezclas en escala de banco dispositivo experimental. El objetivo de este trabajo fue obtener una visin ms profunda sobre el uso de un particular la biomasa (aserrn) como reemplazo parcial de combustibles fsiles. Aunque algunos trabajos recientes [30] , [31] , [32] , [33] y [34] defiende las ventajas relativas de char como un compaero de combustible, el posible uso de la biomasa en bruto no se puede descartar en la hiptesis que prevalece . Como cuestin de hecho una preparacin de producto parcialmente pirolizados puede no ser una opcin viable o adecuado para algunas unidades especficas de generacin de energa. Generacin de una base de conocimientos sobre una base comparable a la utilizacin de determinadas biomasa bruta (en este caso, aserrn) o su producto pirolizada como co-combustible tiene importancia adicional, ya que tambin est vinculado con la popularizacin de la poltica descentralizada de generacin de energa, que la India es lentamente la adopcin.2. Seccin experimental2.1. Seleccin de carbn y biomasaEn este estudio se muestra de carbn y serrn indio alto contenido de cenizas (en bruto y carbn a 300 C) fueron elegidos como constituyentes para la preparacin de muestras de mezcla. El aserrn se recogi de un aserradero ubicado en Jharia (Dist. - Dhanbad, Estado - Jharkhand, India), que generalmente utiliza un tipo particular de la madera conocida localmente como la madera Shisham. Es de notar aqu que Shisham rboles (nombre botnico: Dalbergia Sissoo) son muy comunes en las zonas cercanas y en las regiones vecinas de los bosques del estado de Jharkhand. Se ha de notar aqu que varias investigaciones sobre la utilizacin de diferentes categoras de muestras de serrn estn disponibles en la literatura, algunos de los cuales [25] , [26] , [27] , [28] y [29] ya se han discutido en seccin anterior (Seccin 1: Introduccin ). En este caso, localmente disponibles variedad de aserrn ha sido elegido para la promocin de la poltica de descentralizacin de generacin de energa en el sector rural de la India.2.2. Preparacin de la muestraLa muestra de carbn fue aplastado a -3 mm de tamao en un primer momento y posteriormente triturado por debajo de 75 micras de tamao controlado a travs de la molienda (es decir, con un mnimo de molienda de energa), como el tamao de tamiz de 75 micras es ms pequeo que se puede utilizar de forma fiable [35] y 35a . Como rara vez se especifica como la distribucin de tamaos de combustible pulverizado ms all de un porcentaje de peso menor que 75 micras [35a] y despus de la molienda controlada a menos de 75 micras de tamao de partculas de los efectos de la variacin de la distribucin del tamao de partcula se vuelve insignificante [35b] .

El aserrn (SD) de la muestra fue secada al sol y se equilibr en condiciones de laboratorio para reducir el contenido de humedad. De nuestro estudio anterior se encontr que 300 C-SD char es superior a 450 C-SD carbn con respecto a la compatibilidad con las propiedades del carbn y como resultado el comportamiento co-combustin de las mezclas que contienen 300 C-SD carbn da mejor actuaciones como en comparacin con 450 C-SD carbn [30] . Cerrar similitud en el perfil de reactividad (tasa de prdida de masa) entre 300 C-SD carbn y el carbn se han reflejado en la figura. 1 un. Por lo tanto en este co-combustin de estudio SD-carbn preparado a 300 C, se utiliza junto con el aserrn crudo. La preparacin carbn se llev a cabo en un horno de mufla especialmente diseado donde una atmsfera de nitrgeno se mantuvo con una velocidad de flujo de 100 ml min -1 . La muestra se calent a una velocidad de 20 C min -1 a 300 C (la temperatura de pirlisis final) con tiempo de residencia de una hora a esa temperatura final para producir la muestra caracteres. Las muestras de aserrn (tanto crudo y carbn de lea) tambin fueron aplastados hasta -75 tamao de micras. Aserrn (crudo y carbn) se mezclaron con el carbn solo para preparar diferentes mezclas binarias con diferentes proporcin de la biomasa para el estudio de las caractersticas de combustin. La mezcla completa de los componentes en polvo se determin para todas las mezclas de determinacin de cenizas que toman diferentes retiradas de cada uno de los principales lotes. Carbn: relacin prima-SD (relacin de masas) en diferentes composiciones de mezclas de haber sido seleccionado como 90:10, 80:20, 70:30, que han sido designados como BSDR-1, BSDR-2, BSDR-3 y carbn: SD- relacin de caracteres en diferente composicin de la mezcla ha sido seleccionado como 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, que han sido designados como BSDC-1, BSDC-2, BSDC-3, BSDC-4, BSDC-5, respectivamente.

La imagen a tamao completo (57 K)La figura. 1. (A-c). Curva de tipo experimental de carbn, aserrn crudo, carbn vio el polvo y mezclas.Opciones Figura2.3. Anlisis qumicoAnlisis inmediato y definitivo de las muestras se realizaron utilizando procedimientos estndar de IE, IS: 1350 - Parte I: 1984, parte III: 1969, Parte IV / 1: 1974, Parte IV / 2: 1975 y ASTM E871, D1102, E872. El poder calorfico superior (PCS) de carbn se determin de acuerdo con IS 1350 (Parte 2): 1970. El poder calorfico superior (PCS) de las muestras de biomasa se determin tambin mediante el uso de la frmula HHV = (33.5C + 142.3H - 15.4O - 14.5N) / 100 [36] y [37] donde C, H, N, O son en base libre de cenizas secas% en peso. El anlisis qumico de carbn, crudo-SD, SD-carbn y sus mezclas se muestra en la Tabla 1 . Como escoriacin / fenmenos de ensuciamiento son muy comunes en las calderas que queman conjuntamente causan deterioro del rendimiento de la caldera, los anlisis de cenizas de las muestras se realizaron segn el procedimiento estndar (IS: 1355:1984) para derivar escoria y el ndice de ensuciamiento de las muestras [38] .Tabla 1.El anlisis proximal, el anlisis final, GCV de combustibles slidos y los de las mezclas.MuestraEl anlisis proximalEl anlisis ltimo* Proximate y anlisis final (% en peso, base seca al aire), GCV (base seca al aire).

M: la humedad, A: ceniza, VM: materia voltil, FC: carbono fijo, C: carbono, H: hidrgeno, N: nitrgeno, S: azufre, O: oxgeno, GCV: poder calorfico superior.

Opciones de la tabla2.4. Estudios de combustin en el analizador termogravimtricoEl comportamiento de la combustin de carbn, la biomasa y diferentes muestras de la mezcla se estudi con la ayuda del analizador simultnea trmica (modelo: STA 409C, NETZSCH, Alemania), en el que calorimtricas de exploracin diferencial (DSC) y termogravimtrico (TG) las mediciones podran llevarse a cabo simultneamente. Lote principal de la muestra se mezcl a fondo despus de extenderla sobre un papel brillante. Desde que aproximadamente 20 mg de muestra se pes y coloc en el crisol de muestras, donde se determin el embalaje uniforme de las muestras con precisin. El crisol se coloca sobre el soporte de muestra (el interior del horno) y la medicin se llev a cabo en condiciones idnticas utilizando la correccin de lnea de base apropiada. Las muestras se calentaron hasta 750 C a una velocidad de calentamiento constante de 10 C min -1 , bajo una tasa de flujo de aire constante de 50 cm 3 min -1 a travs de la cmara de muestra. Se analizaron los termogramas para determinar varios parmetros trmicos tales como la temperatura inicial (Ti), DSC temperatura mxima, las temperaturas pico DTG y quemar la temperatura (BOT). Ti es la temperatura a la que la prdida de peso llega primero a la tasa de 1% / min despus de la iniciacin del proceso de combustin, DTG temperatura mxima es la temperatura a la que la tasa de prdida de peso es mximo y queme temperatura (BOT) es la temperatura a la que la tasa de de combustin disminuye a 1% / min al final de la regin principal de combustin. La diferencia de temperaturas caractersticas de repeticin en carreras fue tpicamente menor que 3 K. Para la evaluacin de rendimiento de encendido, el ndice de encendido ( D i ) se estim siguiendo el concepto de Li Xiang-Guo et al. [39] y el uso de la ecuacin modificada era utilizado para la determinacin del ndice de encendido ( D i ) de las muestras [30]

D i = R m a x / t m * t iGire MathJax en

donde R mx (% / min) es la tasa de combustin mxima, t m es el tiempo que corresponde a la velocidad de combustin mxima y T i es el tiempo de ignicin que corresponde a la temperatura inicial ( Ti ). Un valor ms alto del ndice de encendido ( D i ) es indicativo de un mejor rendimiento de encendido. Para el estudio cintico hemos tomado la zona de reaccin mayor en el intervalo de 5 C para todas las muestras usando software cintica Netzsch Gertebau y curvas se ajustaron con el modelo de la etapa de reaccin de primer orden nico [40] y [41] . Los parmetros cinticos, es decir., Energa de activacin ( E acto ), factor de pre-exponencial para las muestras se determinaron y se observaron coeficientes de correlacin.2.5. Estudios de combustin en horno de tubo de cadaLa DTF utilizado en el estudio consiste en un tubo de cermica de longitud 2500 mm y 100 mm de ID que tienen cinco zonas. Todas las cinco zonas se calentaron elctricamente mediante cables cantal externa climatizada y la temperatura en todas las cinco zonas podra elevarse hasta 1100 C. Despus de cada zona no haba provisin de recogida de muestras a travs de una sonda enfriada con agua. La sonda enfriada con agua especialmente diseado que tiene bomba de vaco y el cicln se us para la recogida de muestras slidas. Los detalles de la DTF se ha informado en otras partes [42] .

Muestra de pulverizado se sec primero a 110 C en horno de aire por separado durante 1 h y se alimenta a travs del alimentador vibratorio a razn de 1,5 kg / h cuando la temperatura de la cmara de combustin era alrededor de 1000 C. La Fed de aire total era el 20% en exceso de aire terico calculado para cada experimento de los cuales 30% se alimenta como aire primario y el 70% restante se alimenta como precalentado (180 C) de aire secundario. Todos los otros parmetros pertinentes se mantuvieron ms o menos la misma en DTF para el conjunto de experimentos. Las muestras de carbn de lea de la primera, tercera y quinta puerto se recogieron iso-cintico para cada ejecucin. La eficiencia de la quemadura (BE) en diferentes puertos se calcula usando la siguiente ecuacin (1) , que se ha derivado en base a la suposicin de la constancia del contenido de ceniza en el carbn padres y carbn de lea:

ecuacin ( 1 )SER = [1-Ao * (100-Ac) / Ac * (100-Ao)] * 100Gire MathJax en

donde Ao es la ceniza seca% de la muestra original y Ac es la ceniza seca% del producto de carbonizacin.3. Resultados y discusin3.1. Caractersticas de combustin de carbn, aserrn y carbn de lea de aserrnParmetros de combustin significativos obtenidos a travs de termogramas DSC-TGA y parmetros cinticos de combustibles constitutivos / sus mezclas se presentan en la Tabla 2 . Perfiles Combustin muestran que en la zona de combustin inicial (como se indica por Ti) y en la zona terminal (como se indica por BOT) el orden de reactividad sigue la tendencia Raw-SD> SD-carbn> carbn. Pero en la mayor reactividad para la zona de combustin (reflejada por DTG pico de temperatura) es como sigue: SD-carbn> Raw-SD> carbn. En el comportamiento inicial de la zona de combustin se rige por el componente voltil de la orden de combustible y reactividad bsicamente sigue el orden de contenido de materia voltil. En la fase terminal de caractersticas carac residuales, caractersticas de la ceniza, etc entran en juego y el orden de reactividad es muy difcil de predecir. Pero en la principal zona de combustin tanto VM y la estructura de matriz de caracteres de control de los criterios de reactividad bajo un entorno determinado. Despus de la expulsin de la mquina virtual de carbn poroso se queda atrs y, a veces efectos de esta estructura carbn predomina sobre el efecto del contenido de VM. Por lo tanto, el orden de reactividad de las principales zona de combustin (SD-Char> Raw-SD> Carbn) no es sorprendente.

Tabla 2.Parmetros de combustin caractersticos en TGA para los componentes de combustible / mezclas.Opciones de la tabla3.2. Rendimiento de la combustin de las mezclasEl rendimiento de la combustin de 'carbn: prima-SD mezclas ", as como de' carbn: SD-char 'mezclas han sido evaluados en el TGA, as como en la DTF (una instalacin a escala de banco). Las caractersticas de combustin de las mezclas en el TGA se han incluido en la tabla 2 y los de DTF han sido presentados en la Tabla 3 . De la prueba de DTF es posible examinar entre la reactividad se muestra en la TGA frente que en mayor escala. Se ha de notar aqu que a diferencia de los experimentos de TGA, las pruebas DTF se llevan a cabo en condiciones isotrmicas con un flujo laminar de partculas de combustible dentro del horno tubular. Por lo tanto, las condiciones de prueba son completamente diferentes en estos dos experimentos. Estas dos pruebas combinadas pueden garantizar la aplicabilidad de seguridad de la mezcla en la caldera real proporcionada composicin de cenizas y contenido en cenizas de las mezclas son tambin dentro de un lmite de seguridad. Caractersticas de la ceniza son muy importantes sobre todo cuando la biomasa se considera como componente co-combustible, debido a la mezcla de carbn con biomasa que contiene diferente composicin de la materia mineral puede crear varios problemas y, finalmente, hacer que el funcionamiento de la caldera difcil [43] . Entre estos problemas de fusin de cenizas y la suciedad tiende a menudo se experimentan [28] . Por estas razones se evaluaron caractersticas de la ceniza de la ceniza de carbn y cenizas serrn y se han presentado en la Tabla 4 . Sobre la base de las composiciones de estos dos tipos de cenizas de escoria-incrustante propensin de las cenizas mezcla ha sido evaluada. Slagging y el ensuciamiento de ndice para todas las mezclas consideradas en este trabajo estaban tendidos en la baja formacin de escoria y el ensuciamiento zona de ndice ( Tablas 5 y 6 ). Sin embargo, es interesante observar que la ceniza serrn cae en la zona de ensuciamiento severo ( Tablas 5 y 6 ). Tambin es de notar aqu que la composicin de la ceniza mezcla es la representacin de composicin media de slo sobre toda la ceniza y puede haber grandes variaciones regionales sabios o ubicacin de composiciones dentro de la matriz de cenizas. Tambin, puede haber una tendencia para la fusin incipiente en diferentes puntos de contacto entre las partculas en funcin de la concentracin de lcali localizada fundamental que puede conducir a problemas graves en funcionamiento de la caldera. En general, los residuos de co-combustin estn conectados directamente a las condiciones de combustin y los componentes de la mezcla individuales. Normalmente, la explotacin de la biomasa como combustible secundario en el proceso de co-combustin se encontr que era tcnica y econmicamente viable hasta alrededor de 20% w / w [44] . Teniendo todo esto en vista, composiciones de mezclas se hicieron hasta 30% de contenido de serrn. Sin embargo, las limitaciones tcnicas como la reduccin de tamao (de trituracin / molienda), la alimentacin de la caldera etc se reducen al mnimo con el uso de carbn de biomasa en lugar de la biomasa cruda. Como tal aplicacin de SD-char como demandas co-fuel estudios an en mayor proporcin de carbn. Para la aplicacin de SD-carbn en mayor proporcin, las caractersticas de fusin de cenizas deben permanecer dentro del lmite de seguridad. Para carbn aserrn, en particular, la formacin de escoria estimado / index para las mezclas de ensuciamiento (con proporcin de carbn hasta el 50%) estaba bien dentro del lmite de seguridad ( Tablas 5 y 6 ). Por lo tanto, se decidi llevar a cabo experimentos de combustin con mezclas que contienen hasta 50% carbn aserrn. En consecuencia, los diferentes parmetros de la combustin fueron evaluados tanto en la configuran (es decir, TGA-DSC y DTF) para estudiar el efecto de ambos aserrn y su carbn a baja temperatura (preparado a 300 C) como co-combustible con el carbn.

Tabla 3.Eficiencia Burnout (%) en los diferentes puertos de DTF para componentes de combustible / combinaciones.MuestraPuerto TopPuerto MedioPuerto BottomOpciones de la tablaTabla 4.Composicin de Ceniza (% en peso) de carbn y serrn.MuestraSiO 2Al 2 O 3Fe 2 O 3De TiO 2P 2 O 5SO 3CaOMgONa 2 OK 2 O% De SCarbn61.6425.115.191.760.591.831.070.490.31.990.43El aserrn29.9929.9410.472.300.289.753.900.933.379.020.05Opciones de la tablaTabla 5.Slagging y el ensuciamiento rango de ndice.Slagging ndiceEscoria de la calderaOpciones de la tablaTabla 6.Slagging y el ensuciamiento ndice derivado de la composicin de la ceniza de combustible.Muestra de combustibleSlagging ndicendice de ContaminacinCarbn0.0440.031El aserrn0.0221.502

Opciones de la tablaParmetros de combustin caractersticos en la TGA para ambos tipos de mezclas (que contienen SD prima o su Char) mostraron tanto aditividad y el comportamiento no-aditividad ( Figs. 2 y 3 ). Con respecto a BOT (que indica quemar tiempo) se encontraron las propiedades de la mezcla a ser aditivos en la naturaleza, tanto en bruto-SD y SD-char (Figs. 2 d y 3 d). Con respecto a los parmetros caractersticos como DTG temperatura mxima, Ti, la energa de activacin ( E acto se encontraron propiedades de la mezcla) que no aditivos resultando en efectos sinrgicos, tanto para los tipos de mezcla ( . Fig. 2 y . Fig. 3 A-C). Todos los efectos sinrgicos observados posiblemente no son inesperados debido a la naturaleza no lineal de la dependencia de la temperatura de estos procesos y se observaron tambin por muchos otros investigadores en el caso de carbn-biomasa co-combustin [20] , [45] , [46] y [47] . Estas sinergias que participan en la co-combustin de carbn y biomasa surgen debido a la influencia positiva de las partculas de biomasa para promover la quema de las caractersticas de las partculas de carbn a un nivel superior al correspondiente parmetro de rendimiento promedio ponderado. En funcionamiento utilidad rpida quema de materia voltil o partculas carac altamente reactivas derivadas de componentes de la biomasa a veces pueden aumentar la temperatura en exceso de partculas (o la intensidad del calor de las partculas) durante el proceso de co-combustin. Bajo esta situacin de liberacin rpida de la mquina virtual se lleva a cabo a partir de las partculas de carbn y la reactividad de combustin VM, as como la de las partculas de carbn de lea resultantes tambin se ha mejorado. Algunos de los efectos sinrgicos tambin surgen debido a la quema sincronizada de componentes de la mezcla, como se refleja en nuestro trabajo previo [48] , y tambin en el trabajo de Kastanaki y Vamvuka [23] .

La imagen a tamao completo (45 K)La figura. 2. (A-e). Variacin de los parmetros de TGA con la proporcin de aserrn crudo.Opciones FiguraLa imagen a tamao completo (47 K)La figura. 3. (A-e). Variacin de los parmetros de TGA con la proporcin de carbn aserrn.Opciones FiguraSe observ Mejoramiento del ndice de encendido otra vez que en el caso del carbn en la mezcla de crudo-SD o SD-carbn con el carbn (Fig. 2 e y 3 e, Tabla 2 ). Sin embargo, es de sealar que los efectos sobre el ndice de encendido son sinrgicos en caso de mezclas de SD-carbn, mientras que dichos efectos no son sinrgicos en el caso de mezclas de prima-SD (Figs. 2 e y 3 e). Esto puede ser considerado como una ventaja de la utilizacin de la SD-chamuscar con especmenes prima-SD. Curvas de tipos de combustin experimentales, es decir, perfiles de reactividad (DTG) del carbn, crudo-SD y SD-carbn se han mostrado en la fig. 1 un. Los perfiles (DTG) para las mezclas de muestras en bruto-SD se han presentado en la figura. 1 B y las de las muestras de SD-CHAR se han presentado en la figura. 1 c. Se desprende de la figura. 1 a que el perfil de carbn y el perfil de SD-caracteres son similares, mientras que el perfil de carbn no coincide bien con el perfil de prima-SD. Esto se ha reflejado en las curvas de reactividad de las mezclas ( . Fig. 1 b, c). Las mezclas de SD-carbn mostraron una especie de sincronizacin resulta en que solo pico ( . Fig. 1 c), mientras que las mezclas de crudo-SD exhibieron perfil de reactividad bi-modal ( Fig. 1 b). La separacin de los picos se hizo ms prominente con el aumento en el contenido en bruto-SD de hasta 30% w / w y la tendencia de la sincronizacin no es evidente a partir de la figura. De las caractersticas anteriores, es evidente que SD-Char (preparado a 300 C) puede ser ms eficaz como un co-combustible que prima-SD. Aunque el paso de procesamiento adicional est involucrado (pirlisis) para la produccin de carbn a baja temperatura, ms intensidad de calor (calor por unidad de peso de combustible), y la facilidad de pulido / de la alimentacin es ms en el caso del carbn, en comparacin con su contraparte en bruto [30] . Por lo tanto, la co-combustin de mezcla de carbn con SD-carbn puede obtener beneficios adicionales, y esto puede ser considerado como una opcin prometedora.

La eficiencia de burnout (BE) de las mezclas de crudo-SD y SD-carbn en diferentes puertos de DTF se muestra en la tabla 3 y fig. 4 a, b. Por tanto el tipo de mezclas de variacin del BE en el puerto medio estaba en el rango de 95,1 a 97,3% y en el puerto inferior puede variar en el rango de 96,9 a 99,5%. SER se observ a ser ms en el caso de ambos tipos de mezclas, en comparacin con la coccin de carbn en DTF. En general, se puede observar que la mezcla de crudo SD y SD-carbn en el carbn como un co-combustible mejora sobre todo agotarme eficiencia (BE) en todos los tres puertos, aunque hay una correlacin recta hacia adelante de BE se observ con el aumento de la proporcin de componentes de la biomasa (crudo / char), especialmente en la parte superior del puerto. El mecanismo de la combustin en la vecindad del puerto superior en el experimento DTF es muy complejo y de eyeccin de la materia voltil seguido de su combustin inmediata es predominante en esta ubicacin. Rpida combustin de las materias voltiles da lugar a diferencias en la disponibilidad de oxgeno a las partculas de carbn de lea en el puerto superior que conduce a las competiciones (entre las partculas de combustible) para las molculas de oxgeno. Todos estos fenmenos dan lugar a comportamientos de combustin complicada en el puerto de la parte superior, que es muy difcil de resolver. Curiosamente en todos los experimentos DTF, no se observ ningn signo de aglomeracin de las partculas en la ceniza del producto, incluso cuando la proporcin SD-carbn se elev a 50%. Por lo tanto, el contenido de SD-carbn en la mezcla de combustible puede aumentar a por lo menos el 50% w / w de la solicitud en el combustible con menor probabilidad de fusin de la formacin de clinker / ceniza.

La imagen a tamao completo (40 K)La figura. 4. (A-b). Variacin de Burnout Eficiencia (%) en los diferentes puertos de DTF de carbn y mezclas.Opciones Figura4. ConclusionesSe utilizan los estudios de TGA y DTF para evaluar las sinergias que participan en la quema de las mezclas de carbn / biomasa. Comportamiento de incendio de las mezclas que consisten en proporcin sustancial de aserrn o serrn parcialmente pirolizado mostr muy buenos resultados en especial con respecto a la TGA reactividad al inicial, as como en las principales zona de combustin, ndice de ignicin, DTF-queme eficiencia. Por otra parte, la energa de activacin para el proceso de co-combustin mostr un efecto sinrgico. Aunque no se encontr una mejora del ndice de encendido ms que en el caso de carbn para las dos categoras de mezclas, la mejora es muy significativa tanto para las mezclas de SD-carbn que refleja efecto sinrgico. Tanto la variedad (SD-cruda y SD-char) tiene utilidad suficiente para aplicaciones de co-combustible, pero con ventajas SD-caracteres son significativos. SD-carbn da ms entrada de calor (energa trmica por unidad de masa) y presentan caractersticas ms sinrgicos durante la co-combustin. Por lo tanto, SD-Char (preparado a 300 C) puede ser ms eficaz que la prima-SD como co-combustible con el carbn. Para aplicaciones con tal variedad de SD-char, Char-proporcin en las mezclas se puede elevar de forma segura a 50% en peso de W / W. Sin embargo, las pruebas preliminares son muy importantes antes de tomar tal intento en la operacin real de la caldera. Este estudio proporciona un apoyo adecuado para la seleccin juiciosa de blend-combination/blend-proportion eficaz para satisfacer punto de referencia deseado de indicadores de desempeo para el proceso de combustin.

AgradecimientosLos autores agradecen al Director del Instituto CSIR-Central de Minera e Investigacin de combustible para dar permiso para publicar el peridico. El trabajo presentado en este artculo es una parte del trabajo de Ph. D Sri SG Sahu y algunas partes se han incorporado en la tesis Ph. D, presentado a la Universidad de Jadavpur, Kolkata, India.