生物質(zhì)燃料的種類

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生物質(zhì)燃料的種類范文第1篇

廠址選擇

直燃生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的選擇重點(diǎn)應(yīng)考慮項(xiàng)目廠（場(chǎng)）址的交通條件、原料供應(yīng)條件、并網(wǎng)條件、水源供應(yīng)條件及與規(guī)劃的符合性。環(huán)評(píng)單位依據(jù)的選擇基本原則要求主要有：

《關(guān)于加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》（環(huán)發(fā)[2006]82號(hào)）及《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》（環(huán)發(fā)[2008]82號(hào)）要求“地方政府應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)資源分布情況和合理運(yùn)輸半徑，進(jìn)行綜合規(guī)劃、合理布局，制定農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒和氣化發(fā)電類項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃；在采暖地區(qū)縣級(jí)城鎮(zhèn)周圍建設(shè)的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目，應(yīng)盡量結(jié)合城鎮(zhèn)集中供熱，建設(shè)生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)工程；大中城市建成區(qū)和城市規(guī)劃區(qū)、城市建成區(qū)、環(huán)境質(zhì)量不能達(dá)到要求且無(wú)有效削減措施的或者可能造成敏感區(qū)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)不能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的區(qū)域，不得新建農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒和氣化發(fā)電項(xiàng)目”。

在實(shí)際工作中，直燃生物質(zhì)發(fā)電廠選址的可行性分析中還會(huì)遇到下列幾個(gè)問(wèn)題。

一是由于部分生物質(zhì)發(fā)電廠的選擇缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，往往與當(dāng)?shù)氐囊恍﹩雾?xiàng)規(guī)劃存在一定的不符合性，主要表現(xiàn)在城市總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、供熱規(guī)劃、各類專項(xiàng)規(guī)劃、鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃、生態(tài)功能區(qū)規(guī)劃等存在一定的不符合性。如果存在不符合之處，應(yīng)與當(dāng)?shù)卣M(jìn)行項(xiàng)目廠址比選，重新調(diào)整相關(guān)規(guī)劃或調(diào)整項(xiàng)目位置、規(guī)模等，使項(xiàng)目廠址與相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)、可行，并附相關(guān)支撐性材料。

二是燃料分散、供應(yīng)距離遠(yuǎn)，有些區(qū)域由于地形、地質(zhì)、農(nóng)作物種類等原因，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量較少或較分散，增加了電廠收購(gòu)成本或不能滿足電廠額定負(fù)荷要求。因此，應(yīng)對(duì)生物質(zhì)電廠區(qū)域秸稈剩余量及運(yùn)輸距離進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)承諾在該電廠燃料供應(yīng)范圍內(nèi)不再引入大規(guī)模損耗生物質(zhì)資源的工業(yè)企業(yè)，以免導(dǎo)致燃料供應(yīng)不足。

三是項(xiàng)目所在地環(huán)境質(zhì)量不能滿足相關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，不具備項(xiàng)目建設(shè)所需的環(huán)境容量。如果項(xiàng)目所在區(qū)域尚無(wú)剩余環(huán)境容量，應(yīng)重新選址或采取有效削減、替代措施，所實(shí)施的削減和替代措施需要具有可操作性和有效性。

在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，還需對(duì)廠區(qū)供水、交通等條件進(jìn)行分析，需要對(duì)多個(gè)廠址進(jìn)行比選，從各方面對(duì)照分析選址的合理性，確定最為合理的廠（場(chǎng)）址。

工程分析

工程分析是建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)的重要組成部分，是環(huán)評(píng)報(bào)告的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。直燃生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目工程分析主要包括項(xiàng)目組成、項(xiàng)目依托情況、燃料供應(yīng)及貯儲(chǔ)、成分、熱值分析、廠區(qū)平面布置、工程擬采用的工藝技術(shù)、主要裝置和設(shè)備、污染物種類、污染物產(chǎn)生量和排放源強(qiáng)的確定、所采取的各項(xiàng)環(huán)境污染防治措施以及非正常工況污染物排放情況。

目前我國(guó)現(xiàn)有直燃生物質(zhì)發(fā)電廠主要使用丹麥BWE公司水冷振動(dòng)爐排技術(shù)，由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的振動(dòng)爐排高溫高壓鍋爐。生物質(zhì)燃料被送入爐內(nèi)后，燃料在爐排上由于振動(dòng)而被拋起，邊燃燒邊跳躍前進(jìn)，爐渣由爐排末端排出。鍋爐一般采用低氮燃燒方式，預(yù)留煙氣脫除氮氧化物裝置空間，除塵一般采用旋風(fēng)分離器+布袋除塵器除塵，設(shè)計(jì)除塵效率一般不小于99.90%。由于秸稈含硫量低，一般僅預(yù)留脫硫空間。由于秸稈燃燒產(chǎn)生的灰分中含有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等營(yíng)養(yǎng)成分，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料，一般生物質(zhì)電廠可不設(shè)大型灰渣廠。直燃生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目廢水主要分為一般性廢水及濃鹽水，由于電廠鍋爐用水對(duì)水質(zhì)要求較高，并且電廠多采用中水作為生產(chǎn)水源，因此，一般直燃生物質(zhì)電廠都配有中水處理系統(tǒng)、鍋爐水除鹽系統(tǒng)及廠區(qū)綜合污水處理站，除鹽系統(tǒng)多采用反滲透處理工藝。處理后的污水多回用于循環(huán)冷卻水及綠化等用水，濃鹽水可用于鍋爐除灰除渣。對(duì)于降雨較多的地區(qū)還應(yīng)考慮燃料堆場(chǎng)雨水。

燃料供應(yīng)充足是保證生物質(zhì)電廠正常運(yùn)行首要條件，在區(qū)域燃料供應(yīng)中應(yīng)詳細(xì)調(diào)查燃料來(lái)源保證性、燃料種類、燃料量、燃料熱值、燃料收購(gòu)方式、燃料的運(yùn)輸，并附燃料熱值分析報(bào)告，必要時(shí)可編制《生物質(zhì)資源專題收集報(bào)告》。

燃料貯存點(diǎn)的分布、交通條件、與周圍環(huán)境關(guān)系、貯存量、防腐、防洪、消防措施、燃料貯存點(diǎn)的揚(yáng)塵及惡臭防治。為避免燃料長(zhǎng)期存放造成自燃或腐爛、發(fā)酵降低發(fā)熱值，燃料貯藏時(shí)間最長(zhǎng)應(yīng)不超過(guò)一年。燃料儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程可參照《秸稈燃料儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由于直燃生物質(zhì)項(xiàng)目具有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，因此直燃生物質(zhì)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書(shū)應(yīng)設(shè)置環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)價(jià)專章，重點(diǎn)分析火災(zāi)帶來(lái)的環(huán)境影響。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)專章應(yīng)為建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理決策提供科學(xué)依據(jù)，以便在事故情況下及時(shí)采取有效、迅速的防控措施和應(yīng)急措施，降低風(fēng)險(xiǎn)事故帶來(lái)的影響。直然生物質(zhì)項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，一般應(yīng)包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)事故頻率確定、風(fēng)險(xiǎn)事故環(huán)境影響預(yù)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)事故防范措施及應(yīng)急預(yù)案等主要內(nèi)容。直然生物質(zhì)項(xiàng)目主要有以下幾種事故源項(xiàng)：

（1）燃料堆場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)周圍環(huán)境的影響；

（2）輕柴油儲(chǔ)油罐發(fā)生泄漏、火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)對(duì)儲(chǔ)油罐周圍環(huán)境的影響；

（3）火災(zāi)事故處理過(guò)程中產(chǎn)生的消防廢水、燃燒煙氣等伴/次生污染影響；

（4）廢水事故排放對(duì)周圍環(huán)境的影響。

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)事故環(huán)境影響預(yù)測(cè)結(jié)果給出可能受影響的范圍，并制定切實(shí)可行的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施及應(yīng)急預(yù)案，減少因風(fēng)險(xiǎn)事故帶來(lái)的環(huán)境影響。

以“寧夏安能生物質(zhì)熱電有限公司2×15MW生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)工程”為例，其風(fēng)險(xiǎn)防范措施主要為：對(duì)燃料堆場(chǎng)周圍設(shè)置防火距離，配備相應(yīng)消防設(shè)施；廠區(qū)高建筑應(yīng)采用防雷擊設(shè)計(jì)；燃料堆場(chǎng)四周應(yīng)設(shè)置一定寬度的水溝，炎熱、干燥條件下可降低燃料場(chǎng)溫度、增加燃料場(chǎng)濕度，在降雨及消防時(shí)也可用于燃料堆場(chǎng)排水等。

結(jié)語(yǔ)

生物質(zhì)燃料的種類范文第2篇

    1 生物質(zhì)固體燃料成型工藝及設(shè)備

    1.1 成型工藝

    生物質(zhì)燃料的致密成型工藝直接決定了生物質(zhì)燃料的形狀和特性,根據(jù)成型條件的不同可以將生物質(zhì)成型工藝分為常溫濕壓成型、熱壓成型、炭化成型和冷壓成型[10]。

    (1)濕壓成型工藝:濕壓成型是利用水對(duì)纖維素的潤(rùn)漲作用,纖維素在水中濕潤(rùn)皺裂并部分降解,使其加壓成型得到了很明顯的改善。在簡(jiǎn)單的裝置下加壓將水分?jǐn)D出,形成低密度的壓縮燃料塊。此種方法多用于纖維板的生產(chǎn)。

    (2)熱壓成型工藝:熱壓成型工藝是現(xiàn)在應(yīng)用較多的生物質(zhì)壓縮成型工藝之一,其工藝流程為:原料粉碎干燥混合擠壓成型冷卻包裝。對(duì)于不同的原料種類、粒度、含水率和成型設(shè)備,成型工藝參數(shù)也要隨之變化,但由于木質(zhì)素在 70~100℃時(shí)開(kāi)始軟化具有黏性,當(dāng)溫度達(dá)到 200~300℃時(shí)呈熔融狀,黏性很高[11],在熱壓過(guò)程中可起到黏結(jié)劑的作用,所以加熱維持成型溫度一般在 150~300℃,使木質(zhì)素、纖維素等軟化并擠壓成生物質(zhì)成型塊。

    (3)炭化成型工藝:炭化是在隔絕或限制空氣的條件下,將木材、秸稈等在 400~600℃的溫度下加熱,得到固體炭、氣體、液體等產(chǎn)物的技術(shù),以生產(chǎn)炭為主要目的的技術(shù)稱為制炭,以氣體或液體的回收利用為重點(diǎn)的技術(shù)稱為干餾,兩者合稱為炭化[12]。炭化成型工藝是將碎料經(jīng)過(guò)炭化,去除其中的揮發(fā)分,減少煙和氣味,提高燃燒的清潔性。根據(jù)炭化工序的先后可分為先成型后炭化工藝和先炭化后成型工藝。①先成型后炭化工藝為:原料粉碎干燥成型炭化冷卻包裝;②先炭化后成型工藝為:原料粉碎除雜炭化混合黏結(jié)劑成品干燥、包裝。纖維素類生物質(zhì)經(jīng)炭化后,成型時(shí)表面黏結(jié)性能下降,直接壓縮成型的生物質(zhì)固體燃料易松散,不易貯存和運(yùn)輸,因此要加入適當(dāng)?shù)酿そY(jié)劑來(lái)增加其致密成型的強(qiáng)度,現(xiàn)有的黏結(jié)劑如脲醛樹(shù)脂(UF),水玻璃,糠醛廢渣,NaOH、硼砂、水和淀粉混合黏結(jié)劑,聚乙烯醇、淀粉和JTJ(代號(hào))混合黏結(jié)劑[13],淀粉、木質(zhì)素類、羧甲基纖維素及焦油等[14]。

    (4)冷壓成型工藝:冷壓成型工藝是將生物質(zhì)顆粒在高壓下擠壓,利用擠壓過(guò)程中顆粒與顆粒之間摩擦產(chǎn)生的熱量使木質(zhì)素軟化并具有一定的黏結(jié)性,從而達(dá)到固定成型的效果。冷壓成型工藝生產(chǎn)的生物質(zhì)致密燃料的物理性能沒(méi)有前幾種工藝生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料優(yōu)良。

    (5)生物質(zhì)燃料的致密成型工藝評(píng)價(jià)指標(biāo):松弛密度和耐久性是衡量生物質(zhì)燃料致密成型物理品質(zhì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。適宜的壓縮時(shí)間,盡可能小的粒度,適當(dāng)增加壓力、溫度或加黏結(jié)劑,可以達(dá)到提高松弛密度的目的。耐久性可以細(xì)化為抗變形性、抗跌碎性、抗?jié)L碎性、抗?jié)B水性和抗吸濕性等[15]。此外,將內(nèi)摩擦角作為影響生物質(zhì)致密成型燃料的評(píng)價(jià)指標(biāo),也有相應(yīng)的研究[16]。

    1.2 成型設(shè)備

    (1)螺旋擠壓式成型機(jī):螺旋擠壓成型機(jī)是靠螺桿擠壓生物質(zhì),并維持一定的成型溫度,使生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素得到軟化,從而減小內(nèi)部的摩擦,擠壓成生物質(zhì)致密成型塊。與纖維板的生產(chǎn)相類似,如果原料的含水率過(guò)高,在加熱壓縮的過(guò)程中致密成型塊也容易發(fā)生開(kāi)裂和“放炮”現(xiàn)象,所以原料的含水率應(yīng)控制在 8%~12%之間,成型壓力要隨著原料和所要求成型塊密度的不同而異,一般在4.9~12.74kPa之間,成型燃料的形狀通常為空心燃料棒(如圖 1(a)所示)。螺旋擠壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、生產(chǎn)連續(xù)性較好,但螺桿的磨損較嚴(yán)重,使用壽命較短,這也相應(yīng)地增加了生產(chǎn)成本[17-19]。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所研制了螺旋擠壓式棒狀燃料成型機(jī),西北農(nóng)林科技大學(xué)研制出了JX7.5、JX11 和SZJ80A三種植物燃料成型機(jī)。

    (2)活塞沖壓式成型機(jī):活塞沖壓式成型機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同又分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)活塞式成型機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)活塞式成型機(jī),其中液壓沖壓式成型機(jī)允許加工含水率較高(20%左右)的原料,常用于生產(chǎn)實(shí)心燃料棒或燃料塊(如圖 1(b)所示),其密度在0.8~1.1g/cm3之間,成型致密燃料塊比較容易松散,但在壓縮過(guò)程中一般不需要加熱,也減小了成型部件的損耗。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了液壓往復(fù)活塞雙向擠壓加熱成型的棒狀燃料成型機(jī),首鋼研制了機(jī)械活塞沖壓式生物質(zhì)塊狀燃料成型機(jī),中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制了 CYJ-35 型沖壓式成型機(jī)。

    (3)壓輥式成型機(jī):壓輥式成型機(jī)主要生產(chǎn)顆粒狀的生物質(zhì)致密成型燃料(如圖 1(c)所示),其可分為環(huán)模成型機(jī)和平模成型機(jī)。該機(jī)對(duì)原料含水率要求較為寬松,一般在 10%~40%之間,顆粒成型燃料的密度在 1.0~1.4g/cm3之間,成型時(shí)一般不需要加熱,根據(jù)原料的狀況可適當(dāng)添加少量黏結(jié)劑。壓輥式成型機(jī)的基本工作部件由壓輥和壓模組成。其中壓輥可以繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng),壓輥的外周加工有齒或槽,用于壓緊原料而不致打滑。壓模有圓盤或圓環(huán)形兩種,壓模上加工有成型孔,原料進(jìn)入壓輥和壓模之間,在壓輥的作用下被壓入成型孔內(nèi)。從成型孔內(nèi)壓出的原料就變成圓柱形或棱柱形,最后用切斷刀切成顆粒狀成型燃料。中南林業(yè)科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī),河南省科學(xué)院能源研究所研制了在常溫下生產(chǎn)顆粒燃料的環(huán)模式成型機(jī),清華大學(xué)清潔能源研究與教育中心研制了常溫成型顆粒燃料生產(chǎn)設(shè)備。

    2生物質(zhì)固體燃料成型和燃燒的影響因素

    2.1原料種類

    生物質(zhì)固體成型過(guò)程中,依靠木質(zhì)素在較高溫度下軟化呈熔融狀態(tài)、在外壓力作用下流動(dòng)的特性,可以起到膠黏劑的效果,所以木質(zhì)素在生物質(zhì)中的含量直接影響燃料的成型。生物質(zhì)的密度也對(duì)成型有一定的影響,密度大的原料較難壓縮成型。2.2原料含水率不同工藝對(duì)生物質(zhì)的含水率都有相應(yīng)的要求。顆粒成型工藝所用原料的含水率一般在15%~25%之間;棒狀成型燃料所用原料的含水率不大于 10%。在熱壓成型中,含水率過(guò)高,水蒸氣不容易從原料中溢出,會(huì)發(fā)生氣堵或“放炮”現(xiàn)象;而含水率過(guò)低又會(huì)影響木質(zhì)素的軟化點(diǎn)。

    2.3 原料粒度

    粒度小的原料容易壓縮,可增大生物質(zhì)固體燃料的密度。但采用沖壓成型時(shí)要求原料具有較大的尺寸或較長(zhǎng)的纖維,以避免原料粒度過(guò)小而脫落,給運(yùn)輸造成不便。

    2.4成型壓力與壓模幾何形狀

    成型壓力影響成型密度,但受設(shè)備能力的限制,制約了成型壓力的增加;壓膜的幾何形狀影響成型壓力以及摩擦力的大小。

    2.5 成型溫度

    成型溫度高會(huì)使原料本身變軟,木質(zhì)素軟化,容易壓縮成型,但溫度過(guò)高會(huì)造成模子退火、耐磨性降低、壽命縮短,而且還會(huì)使物料炭化嚴(yán)重,降低表面黏結(jié)性能而影響成型。

    2.6添加劑

    生物質(zhì)固體成型過(guò)程中使用的添加劑主要是聚環(huán)氯乙烷,其可以中和成型燃料顆粒表層和擴(kuò)散層(水分)之間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),使成型塊的結(jié)合更加牢固[20]。

生物質(zhì)燃料的種類范文第3篇

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)顆粒;直燃式;技術(shù)改造

概要

生物質(zhì)能作為煤、石油、天然氣以外的第四大能源，是一種既環(huán)保又可再生循環(huán)利用的潔凈能源。生物質(zhì)是一種潔凈的低碳燃料，其含硫和含氮量均較低，同時(shí)灰分含量份額也較小，所以燃燒后SO2 、NOx和灰塵排放量比化石燃料都要小的多。由于生物質(zhì)的燃燒特性與燃煤相似，因此大部分生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)都與燃煤鍋爐類似，層燃鏈條爐排依然是最主要的生物質(zhì)燃燒裝置。

1 生物質(zhì)成型燃料及生物質(zhì)顆粒的固化

生物質(zhì)燃料中較為經(jīng)濟(jì)的是生物質(zhì)成型燃料，生物質(zhì)成型顆粒就是利用秸稈、薪柴、植物果殼等農(nóng)林廢棄物，經(jīng)粉碎―混合―擠壓―烘干等工藝壓制而成，可以制成粒狀、棒狀、塊狀等各種形狀。原料經(jīng)擠壓成型后，密度為0.8-1.4t/m3 ，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，燃燒特性顯著改善、火力持久黑煙小，爐膛溫度高，而且便于運(yùn)輸與儲(chǔ)存。

用于生物質(zhì)成型的方式主要有螺旋擠壓式、活塞沖壓式、環(huán)模滾壓式等幾種。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的生物質(zhì)成型機(jī)一般為螺旋擠壓式，生產(chǎn)能力多為0.2-0.4t/h，電機(jī)功率7.5kw-18kw，電加熱功率2-4kw，生產(chǎn)的成型燃料為棒狀，直徑為50-70mm，單位電耗70-100kw/h。曲柄活塞沖壓機(jī)通常不加熱，成型密度偏低，容易松散。

2 生物質(zhì)工業(yè)鍋爐

從燃燒機(jī)理分析，生物質(zhì)固體燃料與煤的燃燒機(jī)理十分相似，但生物質(zhì)的揮發(fā)分由于析出溫度低而易著火。實(shí)踐表明，直接采用燃煤鍋爐改燒生物質(zhì)效果不好，會(huì)產(chǎn)生爐前熱量聚集且不穩(wěn)定、爐前料斗易著火、鍋爐停爐和啟動(dòng)時(shí)冒黑煙、熱效率低等問(wèn)題。

生物質(zhì)燃料的燃燒特性

國(guó)內(nèi)直燃式生物質(zhì)工業(yè)鍋爐常見(jiàn)的燃燒方式主要有層燃式（包括固定式爐排、下伺式燃燒、鏈條爐排、往復(fù)爐排燃燒等）、室燃式（粉體燃燒）、懸浮式（流化床燃燒）。

（1）層燃式

采用分段供料的往復(fù)爐排，可以讓燃燒區(qū)段的推料速度不同，利用這一特性提高前段爐排的行進(jìn)速度，解決生物質(zhì)易燃燒、燃燒過(guò)快的問(wèn)題。將爐排后部速度降低，有助于燃料中固定碳的充分燃燒。在熱功率較大的生物質(zhì)層燃鍋爐中，采用分段供料的往復(fù)爐排比較常見(jiàn)。

鏈條爐排必須根據(jù)生物質(zhì)種類確定爐排速度和料層厚度，合理布置前后拱、爐墻、爐膛容積及配風(fēng)，并設(shè)置合理的啟停爐順序，方能保證生物質(zhì)燃燒正常進(jìn)行。

（2）室燃式

目前市面上出現(xiàn)一種生物質(zhì)半氣化自動(dòng)控制燃燒機(jī)，它是以生物質(zhì)顆粒為燃料的高溫裂解出的氣體為燃料，內(nèi)膽采用鋯硅結(jié)晶，高壓澆筑后經(jīng)高溫爐燒制而成，需要在1000度高溫下燒制三天，無(wú)疏松氣孔。

（3）懸浮式（流化床燃燒）

流化床燃燒對(duì)燃料的適應(yīng)性比較廣，生物質(zhì)無(wú)須固化就可以在流化床上充分燃燒，并且應(yīng)用于鍋爐容量較大且燃料品種較雜的工業(yè)鍋爐，目前國(guó)內(nèi)流化床鍋爐最小容量為7MW。

3 生物質(zhì)層燃鍋爐獨(dú)特結(jié)構(gòu)

3.1 鍋爐本體

由于水管鍋爐對(duì)流管束易積灰且不易清理，生物質(zhì)灰粒比較疏松，比煤灰更易粘附在對(duì)流管束上，停爐清理時(shí)間長(zhǎng)。相比之水火管鍋爐易清理不易積灰，國(guó)外生物質(zhì)鍋爐主要是水火管鍋爐。國(guó)內(nèi)的煙管水火管鍋爐減少煙管數(shù)量從而降低鋼耗，已成為最適宜燃燒生物質(zhì)的爐型。

3.2 爐前煤斗

層燃鍋爐一般通過(guò)爐前料斗對(duì)爐膛供料，由于生物質(zhì)燃料非常易燃，為防止燃燒提前著火或在爐前料斗內(nèi)燃燒和蔓延，生物質(zhì)鍋爐爐前料斗應(yīng)設(shè)置較完善的燃料隔斷和密封設(shè)施，生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐采用關(guān)風(fēng)機(jī)式鎖料裝置或滾動(dòng)式撥料裝置進(jìn)行燃料的隔斷。

3.3 鍋爐熱效率

目前生物質(zhì)層燃鍋爐效率往往較低，主要原因是生物質(zhì)揮發(fā)分含量高且含碳量少，造成爐排局部燃燒劇烈，大部分爐床只有少量的固定碳在燃燒，所以生物質(zhì)爐膛爐排配風(fēng)比較困難。為了充分燃燒，空氣過(guò)量系數(shù)普遍較高，這導(dǎo)致鍋爐排煙熱損失增加。加上受熱面積灰嚴(yán)重，傳熱惡化。所以在設(shè)計(jì)生物質(zhì)鍋爐時(shí)要充分考慮這兩點(diǎn)，優(yōu)化空氣供給，盡可能的延長(zhǎng)煙氣在爐膛內(nèi)的時(shí)間，定時(shí)清灰。

3.4 爐膛容積、爐排面積

與燃煤鍋爐相比，生物質(zhì)鍋爐爐膛容積需要增加好多，以適應(yīng)生物質(zhì)燃料高揮發(fā)份的特點(diǎn)，降低爐膛溫度，防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦掛渣，減少NOx的產(chǎn)生。

由于生物質(zhì)揮發(fā)份含碳量較低，固定碳較小，所以需要適當(dāng)縮短爐排面積。

3.5 爐墻、配風(fēng)

生物質(zhì)燃燒一般可以分成三個(gè)區(qū)域―氣化區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)，可以通過(guò)爐墻將爐膛劃分出三部分，分別為燃料干燥和揮發(fā)分析出、揮發(fā)分燃盡、固定碳燃燒及燃盡。前拱可以高而短，后拱直段可以縮短，可以通過(guò)中間隔墻延長(zhǎng)煙氣在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間，保證煙氣的充分燃燒。未燃盡的固定碳在爐排后軸繼續(xù)燃燒，會(huì)增加后軸的溫度，用后風(fēng)室的風(fēng)對(duì)后軸進(jìn)行冷卻。

3.6 爐排速度

由于生物質(zhì)顆粒堆積密度低，為保證熱量供應(yīng)，需要加大料床厚度和提高爐排移動(dòng)速度。但過(guò)高的移動(dòng)速度會(huì)導(dǎo)致固定碳燃燒不充分。這樣，固化成顆粒成為很好的選擇。

3.7 鍋爐除渣、除塵

生物質(zhì)燃料鍋爐的煙塵中硫氧化物、氮氧化物的含量較低，但粉塵含量相對(duì)較大，顆粒細(xì)，離心式除塵器很難除盡，要加布袋除塵器。考慮到尾部煙氣的溫度高，可以布置雙除塵（加多管除塵器和布袋式除塵器）。

4 直燃式生物質(zhì)層燃鍋爐實(shí)例

一臺(tái)DZL4-1.25-T燃生物質(zhì)蒸汽鍋爐的熱力計(jì)算和能效測(cè)試結(jié)果顯示，根據(jù)生物質(zhì)燃料特性以及生物質(zhì)層燃鍋爐特殊進(jìn)行設(shè)計(jì)的燃生物質(zhì)顆粒燃料蒸汽鍋爐，已經(jīng)可以滿足正常使用的要求。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)燃煤鍋爐的改造和添加環(huán)保設(shè)備，基本上可以滿足用戶對(duì)鍋爐出力、環(huán)保的要求，但這并不是生物質(zhì)顆粒最佳的燃燒方式，同時(shí)生物質(zhì)原材料收集、運(yùn)輸、加工的產(chǎn)業(yè)化程度還不高，我國(guó)的生物質(zhì)利用還有很長(zhǎng)的路要走。

參考文獻(xiàn)：

[1]張百良.生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化[M]. 科學(xué)出版社.

生物質(zhì)燃料的種類范文第4篇

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源；烘烤；煙葉品質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）06-1123-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.06.033

Abstract： To compare the quality of cured tobacco which were baked by biomass fuel and conventional fuel， the differences of appearance and internal quality of cured tobacco were observed. The results showed that under automatic baking by biomass energy， the percentage of superior tobacco was larger and the economic benefit， internal quality and quality estimate were better than baking by conventional fuel.

Key words： biomass energy； bake； quality of cured tobacco

煙葉烘烤的優(yōu)劣直接決定了煙葉的外觀等級(jí)和價(jià)格，事關(guān)煙農(nóng)的切身利益，也是卷煙工業(yè)對(duì)煙葉原料質(zhì)量的要求。影響煙葉烘烤質(zhì)量的主要因素包括溫濕度、燃料、烤房結(jié)構(gòu)等。前人對(duì)常規(guī)煙葉烘烤的研究較多，但大都集中于烤房結(jié)構(gòu)優(yōu)化[1-5]、不同裝煙方式[6-8]、烘烤溫濕度調(diào)節(jié)[9]、燃煤用量配比等方面，對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料的研究主要趨向于趨勢(shì)研究[10-12]，而對(duì)生物質(zhì)用于烤煙的研究相對(duì)較少。生物質(zhì)能源燃料與煤燃燒相比，具有低污染和潔凈的特點(diǎn)。生物質(zhì)燃料一般發(fā)熱值在15 906.237～17 580.578 kJ/kg之間，灰分低于5%，還可作為優(yōu)質(zhì)鉀肥還田利用[7]，排放污染物可忽略不計(jì)，與煤相比，具有易點(diǎn)火、升溫快、火力強(qiáng)、易于控制燃燒等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步明確生物質(zhì)燃料烘烤對(duì)煙葉品質(zhì)的影響，2014-2015年，對(duì)不同燃料烘烤的煙葉的外觀品質(zhì)、內(nèi)在化學(xué)成分、評(píng)吸結(jié)果進(jìn)行了綜合比較。結(jié)果表明，生物質(zhì)燃料烘烤不僅具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，而且在提升煙葉的外觀及內(nèi)在品質(zhì)上也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試品種

2014-2015年在云南省尋甸縣煙草科技試驗(yàn)基地、祿勸縣九龍鎮(zhèn)、撒營(yíng)盤鎮(zhèn)、屏山鎮(zhèn)、石林縣長(zhǎng)湖鎮(zhèn)5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。供試品種選擇同一農(nóng)戶、長(zhǎng)勢(shì)正常、成熟度相同的煙葉，供試烤煙品種為云煙87、K326及云煙99。

1.2 生物質(zhì)顆粒燃料制備

收集煙稈、玉米稈曬干，充分粉碎之后以煙稈∶玉米稈=7∶3的比例混合，利用生物質(zhì)顆粒機(jī)制成煙稈生物質(zhì)顆粒燃料成品（顆粒直徑8 mm，平均長(zhǎng)度4～5 cm）備用。生物質(zhì)顆粒燃料由尋甸縣煙草科技試驗(yàn)基地加工制作。

1.3 生物質(zhì)烘烤設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

在生物質(zhì)燃料烘烤煙葉的過(guò)程中，燃料的自動(dòng)添加與溫度、風(fēng)機(jī)風(fēng)力、加料間隔時(shí)間及加料量呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)。由表1可知，試驗(yàn)完成了生物質(zhì)燃料烘烤煙葉的過(guò)程，烘烤后分不同煙葉類型取樣檢測(cè)。生物質(zhì)新型烘烤機(jī)（KM-9）由云南名澤煙草機(jī)械有限公司提供。

1.4 試驗(yàn)方法

以常規(guī)密集型烤房、全新建設(shè)的生物質(zhì)能源烤房、設(shè)備對(duì)接改造生物質(zhì)烤房、農(nóng)村土烤房4種類型進(jìn)行烘烤對(duì)比。對(duì)不同燃料、不同類型烤房的煙葉樣本進(jìn)行了分類取樣，抽取1 kg各種烤房類型條件下初烤煙葉樣品C3F進(jìn)行外觀和內(nèi)在化學(xué)成分的對(duì)比，并進(jìn)行評(píng)吸比較。其中外觀質(zhì)量的對(duì)比主要以不同燃料所烘烤的煙葉上等煙的比例進(jìn)行比較。內(nèi)在質(zhì)量及評(píng)吸結(jié)果以化學(xué)成分檢測(cè)及評(píng)吸結(jié)果進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 初烤煙葉外觀質(zhì)量比較

由表2可知，相同品種、部位及成熟度的煙葉分別用2種不同的烘烤方法烘烤，在外觀質(zhì)量上，生物質(zhì)烘烤的煙葉無(wú)論上等煙比例還是產(chǎn)值都顯著高于以煤炭為原料烘烤的煙葉。以上部煙葉來(lái)看，上等煙比例約是煤炭烘烤的2倍，產(chǎn)值平均約提高4.17元/kg；以中部煙葉來(lái)看，上等煙比例約提升10.40%，產(chǎn)值平均約提高1.32元/kg。煙葉產(chǎn)值提升比例為5.40%～37.05%。

由表3可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的上部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤34.6%，產(chǎn)值提升1.4元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的上部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤43%，產(chǎn)值提升2.5元/kg。使用煤炭作為燃料，常規(guī)密集型烤房烘烤出的上等煙平均比例較農(nóng)村土烤房高出12.94%，產(chǎn)值平均高出2.88元/kg；使用生物質(zhì)作為燃料，密集烤房改造的生物質(zhì)烤房烘烤出的上等煙比例較土烤房改造的生物質(zhì)烤房高出11.31%，產(chǎn)值平均高出1.71元/kg。由此可見(jiàn)，生物質(zhì)燃料比煤炭烘烤，設(shè)備對(duì)接改造的生物質(zhì)烤房比密集型烤房、農(nóng)村土烤房烘烤在提高煙葉品質(zhì)及產(chǎn)值上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

由表4可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物|燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出木柴烘烤15.5%，產(chǎn)值提升1.9元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出木柴烘烤17.4%，產(chǎn)值提升4.6元/kg。以相同燃料烘烤，其上等煙比例及產(chǎn)值略有差異，但差異不明顯。

由表5可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中下部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤15.7%，產(chǎn)值提升3.56元/kg。

由表6可以看出，云煙99在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤3.97%，產(chǎn)值提升1.95元/kg。

綜上所述，以生物質(zhì)燃料烘烤出的上等煙比例較煤炭烘烤的上等煙比例高2.54%～23.00%，干煙平均產(chǎn)值高0.98～4.96元/kg；以生物質(zhì)燃料的農(nóng)村土烤房設(shè)備對(duì)接改造烤房烘烤出的上等煙比例較以煤炭或木柴作為燃料的上等煙比例高3.97%～20.57%，干煙平均產(chǎn)值高0.08～5.13元/kg。由此可見(jiàn)，生物質(zhì)能源烘烤可以明顯提高煙葉的外觀質(zhì)量及產(chǎn)值。

2.2 煙葉內(nèi)在化學(xué)成分比較

由表7～表9可知，在不同燃料、不同類型烤房條件下，把相同品種、相同部位、相同成熟度的煙葉分別烘烤，無(wú)論使用常規(guī)密集型烤房或農(nóng)村土烤房，總體來(lái)看（檢測(cè)結(jié)果中個(gè)別數(shù)值稍有偏差），以生物質(zhì)作為燃料烤出的初烤煙葉煙堿含量均低于以煤炭或木柴作為燃料烤出的干煙葉，而以生物質(zhì)為燃料烘烤的煙葉總糖、還原糖、總氮整體含量較高；使用相同的燃料（煤炭、木柴或生物質(zhì)），常規(guī)密集型烤房烘烤煙葉煙堿含量均低于農(nóng)村土烤房烘烤出的初烤煙葉。

2.3 工業(yè)評(píng)吸結(jié)果比較

由表10可知，從15組不同燃料烘烤的初烤煙葉評(píng)吸對(duì)比結(jié)果可以得出，煤炭烘烤的品吸結(jié)果共計(jì)1 068.1分，生物質(zhì)烘烤的品吸結(jié)果共計(jì)1 071分。生物質(zhì)烘烤的煙葉評(píng)吸效果好于煤炭烘烤。具體表現(xiàn)為香氣量增加，煙葉濃度、勁頭均高于用煤炭烘烤的同類煙葉，余味舒適度上升，煙氣透發(fā)順暢，香氣飽滿厚實(shí)，刺激性小，細(xì)膩柔綿的特征明顯，總體質(zhì)量好。

3 小結(jié)與討論

烘烤對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，將相同品種、相同部位、相同成熟度的煙葉分別烘烤，無(wú)論使用常規(guī)密集型烤房或是農(nóng)村土烤房，生物質(zhì)燃料烤出的煙葉外觀品質(zhì)更好，上等煙比例及產(chǎn)值均高于煤炭烘烤或木柴烘烤。生物質(zhì)燃料烘烤出的煙葉化學(xué)成分在總糖、還原糖、總氮、水溶性氯離子、蛋白質(zhì)方面總體偏高，煙堿、淀粉的含量整體有所降低，氯化鉀含量水平基本保持一致。生物質(zhì)能源烘烤通過(guò)生物質(zhì)燃燒機(jī)、溫濕度一體控制儀，實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤的自動(dòng)化控制，烘烤溫濕度控制精準(zhǔn)，煙葉的烘烤工藝得以完整實(shí)現(xiàn)，因此促進(jìn)了煙葉的外觀質(zhì)量、內(nèi)在化學(xué)成分向有利與卷煙工業(yè)需求的方向發(fā)展。同時(shí)，自動(dòng)烘烤減少人工燒火溫度上下波動(dòng)較大的影響，降低了烤壞煙的比例。各類初烤煙葉工業(yè)評(píng)吸對(duì)比結(jié)果與上述檢測(cè)結(jié)果基本一致，說(shuō)明生物質(zhì)能源自動(dòng)化烘烤出的煙葉品質(zhì)更符合卷煙工業(yè)的需求。

生物質(zhì)能源烘烤不僅可以節(jié)省人工成本，而且原料來(lái)源豐富、可以再生。利用生物質(zhì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行煙葉烘烤，可以明顯提高煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)，有益于環(huán)境生態(tài)保護(hù)。在煤炭能源逐漸減少、資源不斷消耗的形勢(shì)下，利用生物質(zhì)新能源進(jìn)行煙葉烘烤將是煙葉烘烤改革的重要發(fā)展趨勢(shì)[8]。

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生物質(zhì)燃料的種類范文第5篇

中圖分類號(hào)： TK223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、生物質(zhì)能的特點(diǎn)與發(fā)展生物質(zhì)能意義 

（一）生物質(zhì)能的特點(diǎn)

1、可再生性 

生物質(zhì)屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過(guò)植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用； 

2、低污染性 

生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過(guò)程中生成的硫化物、氮氧化物較少；生物質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)；

3、廣泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能。 

4、生物質(zhì)燃料總量十分豐富 

根據(jù)生物學(xué)家估算,地球陸地每年生產(chǎn)1000～1250億噸生物質(zhì);海洋每年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全世界總能源需求量,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。

（二）發(fā)展生物質(zhì)能意義

生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用早已引起世界各國(guó)政府和科學(xué)家的關(guān)注。國(guó)外生物質(zhì)能研究開(kāi)發(fā)工作主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)研究計(jì)劃，如日本的陽(yáng)光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)和巴西的酒精能源計(jì)劃等發(fā)展計(jì)劃。其它諸如加拿大、丹麥、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)、芬蘭等國(guó)，多年來(lái)一直在進(jìn)行各自的研究與開(kāi)發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開(kāi)發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 

我國(guó)生物質(zhì)能研究開(kāi)發(fā)工作，起步較晚。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，開(kāi)始重視生物質(zhì)能利用研究工作，從八十年代起，將生物質(zhì)能研究開(kāi)發(fā)列入國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃，并投入大量的財(cái)力和人力。已經(jīng)建立起一支專業(yè)研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國(guó)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)能是一個(gè)重要的能源，預(yù)計(jì)到下世紀(jì)，世界能源消費(fèi)的40%來(lái)自生物質(zhì)能，我國(guó)農(nóng)村能源的70%是生物質(zhì)，我國(guó)有豐富的生物質(zhì)能資源，僅農(nóng)村秸桿每年總量達(dá)6億多噸。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)生物質(zhì)能的合理、高效開(kāi)發(fā)利用，必然愈來(lái)愈受到人們的重視。因此，科學(xué)地利用生物質(zhì)能，加強(qiáng)其應(yīng)用技術(shù)的研究，具有十分重要的意義。 

二、生物質(zhì)能發(fā)電工藝 

生物質(zhì)鍋爐是將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒,將燃燒產(chǎn)生的能量用于發(fā)電。當(dāng)今用于發(fā)電的生物質(zhì)鍋爐主要包括流化床生物質(zhì)鍋爐和層燃鍋爐。

（一）流化床燃燒技術(shù)

流化床燃燒與普通燃燒最大的區(qū)別在于燃料顆粒燃燒時(shí)的狀態(tài),流化床顆粒是處于流態(tài)化的燃燒反應(yīng)和熱交換過(guò)程。生物質(zhì)燃料水分比較高,采用流化床技術(shù),有利于生物質(zhì)的完全燃燒,提高鍋爐熱效率。生物質(zhì)流化床可以采用砂子、燃煤爐渣等作為流化介質(zhì),形成蓄熱量大、溫度高的密相床層,為高水分、低熱值的生物質(zhì)提供優(yōu)越的著火條件,依靠床層內(nèi)劇烈的傳熱傳質(zhì)過(guò)程和燃料在床內(nèi)較長(zhǎng)的停留時(shí)間,使難以燃盡的生物質(zhì)充分燃盡。另外,流化床鍋爐能夠維持在 850℃穩(wěn)定燃燒，可以有效遏制生物質(zhì)燃料燃燒中的沾污與腐蝕等問(wèn)題，且該溫度范圍燃燒NOx排放較低,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。但是,流化床對(duì)入爐燃料顆粒尺寸要求嚴(yán)格,因此需對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行篩選、干燥、粉碎等一系列預(yù)處理,使其尺寸、狀況均一化,以保證生物質(zhì)燃料的正常流化。對(duì)于類似稻殼、木屑等比重較小、結(jié)構(gòu)松散、蓄熱能力比較差的生物質(zhì),就必須不斷地添加石英砂等以維持正常燃燒所需的蓄熱床料,燃燒后產(chǎn)生的生物質(zhì)飛灰較硬,容易磨損鍋爐受熱面。此外,在燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)塊現(xiàn)象，其形成的主要原因是生物質(zhì)本身含有的鉀、鈉等堿金屬元素與床料(通常是石英砂)發(fā)生反應(yīng)，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低溫共熔混合物，其熔點(diǎn)分別為870℃和760℃，這種粘性的共晶體附著在砂子表面相互粘結(jié)，形成結(jié)塊現(xiàn)象。為了維持一定的流化床床溫,鍋爐的耗電量較大,運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。

（二）層燃燃燒技術(shù)

層燃燃燒是常見(jiàn)的燃燒方式,通常在燃燒過(guò)程中,沿著爐排上床層的高度分成不同的燃燒階段。層燃鍋爐的爐排主要有往復(fù)爐排、水冷振動(dòng)爐排及鏈條爐排等。采用層燃技術(shù)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能,鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資與運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低。由于鍋爐的爐排面積較大,爐排速度可以調(diào)整,并且爐膛容積有足夠的懸浮空間,能延長(zhǎng)生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時(shí)間,有利于生物質(zhì)燃料的充分完全燃燒。但層燃鍋爐的爐內(nèi)溫度很高,可以達(dá)到1000℃以上,灰熔點(diǎn)較低的生物質(zhì)燃料很容易結(jié)渣。同時(shí),在燃燒過(guò)程中需要補(bǔ)充大量的空氣,對(duì)鍋爐配風(fēng)的要求比較高,難以保證生物質(zhì)燃料的充分燃燒,從而影響鍋爐的燃燒效率。

三、國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)鍋爐的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國(guó)、挪威、瑞典等歐洲國(guó)家和北美，生物質(zhì)能在總能源消耗中所占的比例增加相當(dāng)迅速。

（一）國(guó)外生物質(zhì)鍋爐的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)鍋爐的技術(shù)研究工作最早在北歐一些國(guó)家得到重視，隨焉在美國(guó)也開(kāi)展了大量研究開(kāi)發(fā)，近幾年由于環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格和能源短缺，我國(guó)生物質(zhì)燃燒鍋爐的研制工作也取得了進(jìn)展。生物質(zhì)

燃料鍋爐國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀示于表1。

美國(guó)在20世紀(jì)30年代就開(kāi)始研究壓縮成型燃料技術(shù)及燃燒技術(shù)，并研制了螺旋壓縮機(jī)及相應(yīng)的燃燒設(shè)備；日本在20世紀(jì)30年代開(kāi)始研究機(jī)械活塞式成型技術(shù)處理木材廢棄物，1954年研制成棒狀燃料成型機(jī)及相關(guān)的燃燒設(shè)備；70年代后期，西歐許多國(guó)家如芬蘭、比利時(shí)、法國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)家也開(kāi)始重視壓縮成型技術(shù)及燃燒技術(shù)的研究，各國(guó)先后有了各類成型機(jī)及配套的燃燒設(shè)備。

丹麥BWE公司秸桿直接燃燒技術(shù)的鍋爐采用振動(dòng)水冷爐排，自然循環(huán)的汽包鍋爐，過(guò)熱器分兩級(jí)布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預(yù)熱器。位于加拿大威廉斯湖的生物質(zhì)電廠以當(dāng)?shù)氐膹U木料為燃料，鍋爐采用設(shè)有BW“燃燒控制區(qū)”的雙拱形設(shè)計(jì)和底特律爐排廠生產(chǎn)的DSH水冷振動(dòng)爐排，使燃料燃燒完全，也有效地降低了煙氣的顆粒物排放量。同時(shí)，還在爐膛頂部引入熱空氣，從而在燃燒物向上運(yùn)動(dòng)后被再次誘入渾濁狀態(tài)，使固體顆粒充分燃燒，提高熱效率，減少附帶物及煙氣排放量。流化床技術(shù)以德國(guó)KARLBAY公司的低倍率差速床循環(huán)流化床生物質(zhì)燃燒鍋爐為代表。該鍋爐的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在燃燒技術(shù)上。高低差速燃燒技術(shù)的要點(diǎn)是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床單一流化床，而采用不同流化風(fēng)速的多層床“差速流化床結(jié)構(gòu)”。瑞典也有以樹(shù)枝、樹(shù)葉等作為大型流化床鍋爐的燃料加以利用的實(shí)例。國(guó)內(nèi)無(wú)錫鍋爐廠、杭州鍋爐廠、濟(jì)南鍋爐廠等都有燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐。

（二）我國(guó)生物質(zhì)鍋爐的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

我國(guó)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，目前生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)已達(dá)到了一定的工業(yè)化規(guī)模。成型燃料目前主要用于各種類型的家庭取暖爐(包括壁爐)、小型熱水鍋爐、熱風(fēng)爐，燃燒方式主要為固定爐排層燃爐。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)副研制出雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐，該燃燒設(shè)備采用雙層爐排結(jié)構(gòu)，雙層爐排的上爐門常開(kāi)，作為燃料與空氣進(jìn)口；中爐門于調(diào)整下?tīng)t排上燃料的燃燒和清除灰渣，僅在點(diǎn)火及清渣時(shí)打開(kāi)；下?tīng)t門用于排灰及供給少量空氣。上爐排以上的空間相當(dāng)于風(fēng)室，上下?tīng)t排之間的空間為爐膛，其后墻上設(shè)有煙氣出口。這種燃燒方式，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)成型燃料的分步燃燒，緩解生物質(zhì)燃燒速度，達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配，使生物質(zhì)成型燃料穩(wěn)定、持續(xù)、完全燃燒，起到了消煙除塵作用。20世紀(jì)80年代末，我國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)與長(zhǎng)沙鍋爐廠等鍋爐制造企業(yè)合作，研制了多臺(tái)生物質(zhì)流化床鍋爐，可燃燒甘蔗渣、稻殼、碎木屑等多種生物質(zhì)燃料，鍋爐出力充分，低負(fù)荷運(yùn)行穩(wěn)定，熱效率高達(dá)80％以上。浙江大學(xué)等也開(kāi)展了相關(guān)研究工作。下面介紹兩種國(guó)產(chǎn)的代表性鍋爐。

1、無(wú)錫華光鍋爐股份有限公司

鍋爐為單鍋筒、集中下降管、自然循環(huán)、四回程布置燃秸稈爐。爐膛采用膜式水冷壁,爐底布置為水冷振動(dòng)爐排。在冷卻室和過(guò)熱器室分別布置了高溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器和低溫過(guò)熱器。尾部采用光管式省煤器及管式空氣預(yù)熱器。爐膛、冷卻室和過(guò)熱器室四周全為膜式水冷壁,為懸吊結(jié)構(gòu)。鍋筒中心線標(biāo)高為32100m。鍋爐按半露天。布置進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司

濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司在采用丹麥BWE技術(shù)生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐的同時(shí),也開(kāi)發(fā)出循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐,其燃料主要為生物質(zhì)顆粒。其燃料主要通過(guò)機(jī)械壓縮成型,一般不需添加劑,其顆粒密度可達(dá)到1～017t/m3,這樣就解決了生物質(zhì)散料因密度低造成的燃料運(yùn)輸量大的問(wèn)題。但顆粒燃料的生產(chǎn)電耗高,一般每生產(chǎn)1t顆粒燃料需耗電30～

55kW,因而成本較高,大約在300元/t。循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一般需添加粘土、石英沙等作為底料已輔助燃燒。由于燃料呈顆粒狀,因而上料系統(tǒng)同輸煤系統(tǒng)一致,很適于中小型燃煤熱電廠的生物質(zhì)改造工程,在國(guó)家關(guān)停中小型燃煤(油)火力熱電政策和鼓勵(lì)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)政策下有廣闊的市場(chǎng)前景。

四、我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電政策

我國(guó)具有豐富的新能源和可再生能源資源，近幾年在生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用方面取得了一些成績(jī)。2005年2月28日通過(guò)了《可再生能源法》，其中明確指出“國(guó)家鼓勵(lì)和支持可再生能源并網(wǎng)發(fā)電”，它的頒布和實(shí)施為我國(guó)可再生能源的發(fā)展提供了法律保證和發(fā)展根基。隨后，與之配套的一系列法律、法規(guī)、政策等陸續(xù)出臺(tái)，如《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》(發(fā)改能源[2006]13號(hào))、《可再生能源發(fā)電價(jià)

格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》(發(fā)改價(jià)格[2006]7號(hào))、《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》(發(fā)改價(jià)格[2007]44號(hào))、《關(guān)于2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2007]

2446號(hào))、《關(guān)于2007年1—9月可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2008]640號(hào))等的。與此同時(shí)，國(guó)務(wù)院有關(guān)部門也相繼了涉及生物質(zhì)能的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，生物質(zhì)能的政策框架和目標(biāo)體系基本形成。2012年科技部日前就《生物質(zhì)能源科技發(fā)展"十二五 "重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》、《生物基材料產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"專項(xiàng)規(guī)劃》、《生物種業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》、《農(nóng)業(yè)生物藥物產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》等公開(kāi)征求意見(jiàn)。表示將建立政府引導(dǎo)和大型生物質(zhì)能源企業(yè)集團(tuán)參與科技投入機(jī)制，推進(jìn)后補(bǔ)助支持方式向生物質(zhì)能源科技創(chuàng)新傾斜，形成政府引導(dǎo)下的多渠道投融資機(jī)制。這些政策的出臺(tái)為生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的推廣利用提供了有力的保障。

四、高效潔凈生物質(zhì)鍋爐的開(kāi)發(fā)應(yīng)用建議

（一）重點(diǎn)開(kāi)發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備

目前對(duì)生物質(zhì)直接燃燒的研究，比較多地集中在生物質(zhì)燃燒特性、燃燒方法和燃燒技術(shù)等方面，而對(duì)各種燃燒技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性研究較少，更缺乏對(duì)不同燃燒方法、燃燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的比較分析。實(shí)際上，由于生物質(zhì)(尤其是農(nóng)作物秸稈)原料來(lái)源地分散，收集、運(yùn)輸、貯存都需要一定的成本，有些燃燒技術(shù)需先對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行干燥、破碎等前期加工處理，真正適用的、值得推廣的是能源化利用總成本最低、從收集到燃燒前期加工處理過(guò)程耗能最少、對(duì)環(huán)境影響最小的技術(shù)。例如，對(duì)于秸稈類生物質(zhì)，捆燒將會(huì)是最有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的燃燒方法，所以，應(yīng)針對(duì)我國(guó)農(nóng)村耕種集約化程度較低的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)各種秸稈的小型打捆機(jī)械，并重點(diǎn)開(kāi)發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備。農(nóng)林加工剩余物(如甘蔗渣、稻殼、廢木料等)則宜就地或就近燃燒利用，如剩余物數(shù)量較大且能常年保證供應(yīng)，則可作為熱能中心或熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐燃料，熱電聯(lián)產(chǎn)的鍋爐型式應(yīng)優(yōu)先采用循環(huán)流化床鍋爐，數(shù)量較少或不能保證常年供應(yīng)的，則可采用能與煤混燒的燃燒設(shè)備。

（二）加大科技支撐力度,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,突破關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備的制約

加大科技支撐力度,盡快將生物質(zhì)能源的研究開(kāi)發(fā)納入重大專項(xiàng),開(kāi)發(fā)低成本非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇和高效酶水解及高效發(fā)酵工藝,研究可適用不同原料、節(jié)能環(huán)保的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物柴油綠色合成工藝,開(kāi)發(fā)適宜中國(guó)不同區(qū)域特點(diǎn)的高效收集秸稈資源、發(fā)展成型燃料的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)與裝備。

（三）做好技術(shù)方面控制

生物質(zhì)鍋爐的開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)克服以下技術(shù)問(wèn)題：

1、粉塵控制與防火防爆 

目前生物質(zhì)電廠的燃料儲(chǔ)運(yùn)是在常壓下進(jìn)行的，由于生物質(zhì)燃料自身的特點(diǎn)，在其粉碎過(guò)程中或者在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)落差的情況下，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，導(dǎo)致了上料系統(tǒng)合鍋爐給料系統(tǒng)的粉塵含量高，粉塵濃度甚至進(jìn)入爆炸極限范圍，存在極大的安全隱患。 

針對(duì)這種情況，需要我們根據(jù)國(guó)內(nèi)燃料供應(yīng)情況，在燃料粉碎、運(yùn)輸及上料環(huán)節(jié)上對(duì)生產(chǎn)工藝做相應(yīng)修改，如采用封閉式負(fù)壓儲(chǔ)運(yùn)；在落差較大的位置設(shè)置除塵裝置；增設(shè)粉塵濃度傳感器對(duì)粉塵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；保持料倉(cāng)的通風(fēng)性良好，監(jiān)測(cè)并控制料倉(cāng)的溫度、濕度。 

2、燃料輸送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 

目前燃料輸送系統(tǒng)和鍋爐給料系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，工藝復(fù)雜，螺旋和斗式提升機(jī)經(jīng)常堵塞的現(xiàn)象。燃料輸送系統(tǒng)故障會(huì)導(dǎo)致?tīng)t前料倉(cāng)斷料，不能滿足鍋爐負(fù)荷下的燃料供應(yīng)。 

為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，可以考慮改進(jìn)現(xiàn)有的給料工藝，減少給料環(huán)節(jié)，不采用斗式提升機(jī)，改用棧橋、皮帶，直接將料倉(cāng)的料輸送到爐前料倉(cāng)。同時(shí)嚴(yán)格控制燃料濕度和粒度，防止燃料結(jié)團(tuán)、纏繞，并改進(jìn)自動(dòng)化控制手段，保證輸料系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 

3、結(jié)焦和腐蝕 

生物質(zhì)燃料的成分和煤粉存在極大差異，尤其灰分中含有大量堿金屬鹽，這些成分導(dǎo)致其灰熔點(diǎn)較煤粉的灰熔點(diǎn)低，容易產(chǎn)生沾污結(jié)焦和腐蝕。因而生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生結(jié)焦、腐蝕的工況參數(shù)與普通燃煤爐不同，應(yīng)該根據(jù)燃料性質(zhì)及燃燒特性的不同，對(duì)鍋爐及其輔助設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)提出不同要求，并改進(jìn)相關(guān)自動(dòng)化控制使工藝運(yùn)行環(huán)境符合現(xiàn)有設(shè)備要求。

隨著國(guó)家大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，因重視對(duì)廢氣排放的控制，爐內(nèi)脫硫技術(shù)是控制空氣污染的有效方法。循環(huán)流化床是我國(guó)燃煤發(fā)電重要的清潔煤技術(shù)。歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，我國(guó)掌握了300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)制造運(yùn)行的系統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)勢(shì)在必行。國(guó)家發(fā)改委自主研發(fā)超臨界600MWCFB鍋爐是當(dāng)前技術(shù)的典范。

參考文獻(xiàn)

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