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生物质燃烧技术

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:生物质的直接燃烧技术即将生物质如木材直接送入燃烧室内燃烧,燃烧产生的能量主要用于发电或集中供热。尽管生物质成型设备还存在着一定的问题,但生物质成型燃料有许多独特优点:便于储存、运输,使用方便、卫生,燃烧效率高,是清洁能源,有利于环保。因此,生物质成型燃料在我国一些地区已进行批量生产,并形成研究、生产、开发的良好势头。

1.生物质直接燃烧

生物质的直接燃烧技术即将生物质如木材直接送入燃烧室内燃烧,燃烧产生的能量主要用于发电或集中供热。利用生物质直接燃料,只需对原料进行简单的处理,可减少项目投资,同时,燃烧产生的灰可用作肥料。英国Fibrowatt电站的三台额定负荷为12.7 MW、13.5 MW和38.5 MW的锅炉,每年直接燃用750 000 t的家禽粪,发电量足够100 000个家庭使用,并且禽粪经燃烧后重量减轻10%,便于运输,作为一种肥料在英国、中东及远东地区销售。但直接燃烧生物质特别是木材,产生的颗粒排放物对人体的健康有影响。此外,由于生物质中含有大量的水分(有时高达60%~70%),汽化潜热的形式被烟气带走排入大气,燃烧效率相当低,浪费了大量的能量。因此,从20世纪40年代开始了生物质的成型技术研究开发:在20世纪50年代,日本研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备;在1976年,美国开发了生物质颗粒及成型燃料设备;西欧一些国家在70年代已有了冲压式成型机、颗粒成型机及配套的燃料设备;亚洲一些国家在80年代已建立了不少生物质固化、碳化专业生产厂,并研制出相关的燃料设备。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,并形成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域推广应用。

我国从20世纪80年代引进开发了螺旋推进式秸秆成型机,近几年形成了一定的生产规模,在国内已经形成了产业化。但国产成型加工设备在引进及设计制造过程中,都不同程度地存在着技术及工艺方面的问题,有待于深入研究、探索、试验、开发。尽管生物质成型设备还存在着一定的问题,但生物质成型燃料有许多独特优点:便于储存、运输,使用方便、卫生,燃烧效率高,是清洁能源,有利于环保。因此,生物质成型燃料在我国一些地区已进行批量生产,并形成研究、生产、开发的良好势头。

2.生物质和煤的混合燃料

对于生物质来说,近期有前景的应用是现有电厂利用木材或农作物的残余物与煤的混合燃料。利用此技术,除了显而易见的废物利用的好处外,另一个好处是燃煤电厂可降低NOx的排放。因为木材的含氮量比煤少,并且木材中的水分使燃烧过程冷却,减少了NOx的热形成。在煤中混入生物质(如木材),会对炉内燃烧的稳定和给料及制粉系统有一定的影响。许多电厂的运行经验证明,在煤中混入少了木材(1%~8%)没有任何运行问题;当木材的混入量上升至15%时,需对燃烧器和给料系统进行一定程度的改造。

3.生物质的汽化燃烧

生物质燃料要广泛、经济地应用于动力电厂,其应用技术必须能在中等规模的电站提供较高的热效率和相对低的投资费用,生物质气化技术使人们向这一目标迈进。生物质气化是在高温条件下,利用部分氧化法,使有机物转化成可燃气体的过程。产生的气体可直接作为燃料,用于发动机、锅炉、民用等。研究的用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。与煤气化不同,生物质气化不需要苛刻的温度和压力条件,这是因为生物质有较高的反应能力。目前,被广泛使用都没生物质气化装置是常压循环流化床(ACFB)和增压循环流化床(PCFB)。

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