摘要：介紹了生物質成型、生物質氣化、生(sheng)物(wu)質(zhi)液(ye)化(hua)及(ji)熱(re)解(jie)多(duo)聯(lian)產(chan)等(deng)幾(ji)種(zhong)常(chang)見(jian)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)轉(zhuan)化(hua)技(ji)術(shu)。分(fen)析(xi)了(le)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)在(zai)鍋(guo)爐(lu)行(xing)業(ye)中(zhong)的(de)利(li)用(yong)現(xian)狀(zhuang)及(ji)存(cun)在(zai)的(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)，並(bing)指(zhi)出(chu)鍋(guo)爐(lu)行(xing)業(ye)未(wei)來(lai)應(ying)立(li)足(zu)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)的(de)發(fa)展(zhan)

，並(bing)朝(chao)著(zhe)原(yuan)料(liao)綠(lv)色(se)化(hua)、生產清潔化和產品智能化的方向發展。  

0、引言

   gongyeguolushizhongyaoderenengdonglishebei
，zaiguominjingjifazhanjirenminshenghuozhongqizhebukehuoquedezuoyong。dangqianwoguogongyeguoluyiranmeiweizhu
，nianhaomeiliangyuezhanquanguomeitanxiaohaozongliangde1/5，汙染物排放總量僅次於電站鍋爐[1]。

   隨著國家對環保要求的日益嚴格，汙染物排放嚴重的中小型燃煤鍋爐在我國將逐漸淘汰，被天然氣
、電力或生物質等新能源為燃料的高效節能環保型鍋爐所替代。

   作為一個農業大國，我國生物質資源豐富，能源化利用潛力巨大。全國可作為能源利用的農作物秸稈及農產品加工剩餘物、林業剩餘物和能源作物

、生活垃圾與有機廢棄物等生物質資源總量每年約4.6億噸標準煤。生物質作為一種含碳

、固體形態的可再生能源，其熱轉化利用技術、設備與煤炭具有相似性
，且生物質氮、硫含量低
，汙染物排放要遠低於燃煤。因此，大力發展生物質燃料鍋爐將有助於緩解燃煤帶來的環境汙染問題。

   我國政府曆來重視生物質能的開發利用
，並將其作為能源領域的一個重要方麵



，納入了國家能源發展戰略。國家發改委、國家能源局印發的《關於促進生物質能供熱發展的指導意見》中指出：到2035年，生物質熱電聯產裝機容量超過2500萬千瓦
，生物質成型燃料年利用量約5000萬噸，生物質燃氣年利用量約250億立方米，生物質能供熱合計折合供暖麵積約20億平方米
，年直接替代燃煤約6000萬噸[2]。鍋爐是生物質燃料利用的主要設備，也是我國節能減排的主戰場，鍋爐行業必須緊跟新時代要求，加快實現原料綠色化
、生產清潔化和產品智能化。

1、生物質燃料轉化技術現狀

   生物質資源來源廣泛
，理化特性各具特色，轉化技術也多種多樣，包括物理方法、熱化學方法和生物化學方法等，可得到的產品包括：成型燃料、生物燃氣、生物油
、生物炭、沼氣
、燃料乙醇、生物柴油等。下麵主要介紹幾種與鍋爐相關的生物質燃料轉化技術。

1.1生物質成型技術

   與傳統化石能源相比，生物質具有資源分散
、能量密度低
、容重小
、儲運不方便等缺點，造成運輸成本較高，嚴重製約了生物質能的大規模應用。生物質壓縮成型技術是生物質能的一種簡單、實用
、高gao效xiao的de利li用yong形xing式shi，可ke以yi大da大da提ti高gao生sheng物wu質zhi能neng量liang密mi度du
，便bian於yu儲chu存cun和he運yun輸shu
，為wei高gao效xiao利li用yong農nong林lin廢fei棄qi物wu提ti供gong了le一yi條tiao新xin的de途tu徑jing。生sheng物wu質zhi在zai擠ji壓ya成cheng型xing後hou，密mi度du可ke達da0.8～1.3kg/m3，能量密度與中熱值煤相當

，非常適合作為鍋爐的燃料[3]。

   生物質固化成型技術主要分為輥模擠壓式成型(包括環模式和平模式)、活塞衝壓式成型(包括機械式

、液壓式)和螺旋擠壓式成型等幾種主要型式，工作原理分別如圖1
、圖2和圖3所示。其中的輥模擠壓式成型可以實現自然含水率生物質不用任何添加劑、粘結劑的常溫壓縮成型，生產率較高
，是規模化、產業化發展的重點。國外輥模擠壓式成型機設備製造比較規範，自動化程度高

，生產技術已基本成熟，關鍵部件壽命達到1000h以上
，生產率達到2t/hyishang
，yishixianguimohuashangpinshengchan。danshi，zhexiechengxingshebeishiyimuxiedenglinyeshengyuwuweizhuyaoyuanliao，qieshebeijiagegao
，bingbushihewoguoyijieganweiyuanliaodeguoqing。

   jinnianlai，youyuguojiaduijiegannengyuanhuagongzuodegaoduzhongshijixiangguanzhengcedezhichi
，woguoshengwuzhigutichengxingranliaojishuqudemingxiandejinzhan，shengwuzhichengxingjishujichengxingyazhishebeiyezhujianchengshu，chengxingjixiedenenghao

、關鍵部件使用壽命達到了大規模生產的要求。2016年建設農作物秸稈固化成型工程合計1300多處，成型燃料年產量達653萬噸；林業三剩物固體成型燃料年產量約250萬噸，總計900萬噸左右[4]。此外，農業部和地方政府陸續發布了《生物質固體成型燃料技術條件》、《生物質固體成型燃料質量分級》、《生物質成型燃料鍋爐》、《生物質成型燃料鍋爐大氣汙染物排放標準》等相關標準，為生物質成型燃料鍋爐專業化、規模化和產業化發展打下了較好的基礎。

1.2生物質氣化技術

   生物質氣化是利用空氣中的氧或其它含氧物作氣化劑
，在高溫條件下將生物質燃料中的可燃物轉化為可燃氣(主要是氫氣、一氧化碳和甲烷)的熱化學過程。生物質原料揮發分高達70%以上
，受熱後在相對較低的溫度下就可使大量的揮發分物質析出，因此，氣化技術非常適用於生物質原料的轉化[6]。生物質氣化得到的燃氣既可作為清潔燃料，又可作為費托合成液體燃料的原料

，在電力供應、熱能生產、化工合成、金屬冶煉等領域均有廣泛應用
，因此氣化技術是目前國內外競相開發的重要生物質能技術。

   根據所使用氣化劑的不同
，生物質氣化可分為空氣氣化
、氧氣氣化、水蒸氣氣化
、氫氣氣化等。出於成本考慮，一般采用空氣氣化，但所產生的燃氣熱值較低，一般在5～6MJ/m3[7]。氣化爐是生物質氣化技術的核心設備
，按設備運行方式，生物質氣化爐可分為固定床、流化床和氣流床。其中固定床和流化床是比較常見的兩種氣化爐型式。固定床氣化爐分為下吸式和上吸式(如圖4)，流化床氣化爐分為鼓泡流化床和循環流化床(如圖5)。不同氣化設備的技術對比如表1所示。通常，固定床氣化爐結構簡單，操作方便
，適合較小規模和對燃氣品質要求不高的場合，如戶用或農村集中供氣
；而流化床特別是循環流化床氣化爐適合大規模連續生產，如發電或製合成氣。

   我國生物質氣化技術研究始於20世紀80年代初期
，目前已研製出可用於戶用、集中供氣和發電的各種類型氣化設備，擁有成熟的燃氣鍋爐供熱

、內燃機發電等技術。其中
，氣化集中供氣已在山東、遼寧
、吉林、安徽等十幾個省市推廣
，MW級氣化發電技術設備實現了出口，生物質氣化合成液體燃料技術也已完成了千噸級的示範。

1.3生物質液化技術

   20世紀70年代爆發石油危機後，可以直接從生物質得到液體燃料的生物質熱解液化技術迅速發展。生物質熱解液化是指在中溫(500℃左右)和缺氧條件下使生物質快速受熱分解
，熱解氣體再經快速冷凝得到以液體產物(生物油)為主的熱化學轉化過程。在合適的條件下，生物油的最高產率可以達到70%以上。

   國外在生物質熱解液化研究方麵起步較早，所開發的鼓泡流化床、循環流化床、旋轉錐和真空反應器等技術均實現了較大規模的應用。其中流化床熱解裝置的最大處理量達到200噸/天，所生產的生物油用於熱電聯產。我國從1995年開始發展該技術

，目前已有多家單位研發熱解液化技術，但大多停留在實驗室階段。其中，中國科學技術大學建立了年產10000噸dun生sheng物wu油you的de生sheng物wu質zhi熱re解jie製zhi備bei生sheng物wu油you應ying用yong示shi範fan工gong程cheng
，華hua中zhong科ke技ji大da學xue開kai發fa了le移yi動dong式shi生sheng物wu質zhi液ye化hua技ji術shu
，可ke有you效xiao解jie決jue生sheng物wu質zhi資zi源yuan低di成cheng本ben收shou集ji和he高gao值zhi化hua利li用yong問wen題ti。

   表2給出了生物油與重油基本特性對比。生物油熱值(LHV)為13～18MJ/kg，約為重油的一半，可以作為鍋爐、柴油發動機和燃氣輪機的燃料，比直接燃燒生物質要高效、清潔。但同時生物油中的氧含量較高
，還含有15%～30%的水，所以生物油往往表現出強酸性

、高粘度
、低熱值和品質不穩定等特性，使生物油的推廣應用受到了很大的限製。除用作燃料外，生物油還可作為大規模氣化
、製氫的原料及用於提煉高附加值的化學品。此外
，生物油中的羧酸含量一般在15%左右，主要是乙酸、甲酸和丙酸，還含有少量的苯甲酸，是製備有機酸鈣鹽的合適廉價原料。華中科技大學利用生物油和鈣基吸附劑製備出富含有機酸的“富鈣生物油”
，可作為有機酸鈣鹽的替代品
，用於爐內氮硫汙染物的聯合脫除，圖6為不同溫度下富鈣生物油對SO2及NOx的聯合脫除效率
，其最大脫硫效率超過90%，脫硝效率約60%[8]。

   催化調質與分組富集
、熱解氣淨化與品質提升等技術實現對目標產物的精確調控和高效提質，同時實現炭、氣
、油的高效
、高值化多聯產
，以及氣
、電、熱多聯供，該技術工藝流程如圖7。以秸稈為例
，炭產率≥35%，熱值≥20MJ/kg；熱解氣產率約25%

，熱值≥12MJ/m3

；生物油產率≥30%，富含糠醛、苯酚等物質。其中，品質優良的炭可作為燃料炭、生物炭和活性炭；中高熱值的燃氣用於集中供氣、發電，餘熱用於供熱
；富fu含han有you機ji成cheng分fen的de液ye體ti產chan物wu可ke以yi作zuo為wei化hua工gong原yuan料liao，從cong而er實shi現xian了le低di品pin位wei的de生sheng物wu質zhi資zi源yuan向xiang高gao附fu加jia值zhi的de能neng源yuan和he化hua工gong產chan品pin的de轉zhuan化hua和he利li用yong。與yu現xian有you技ji術shu相xiang比bi，該gai技ji術shu生sheng產chan強qiang度du提ti高gao4倍以上
，能耗降低50%。

   目前已在湖北鄂州、天門、孝感
、赤壁等地建設20多處生物質熱解多聯產技術示範點，每個示範點的供氣規模1000～6000戶，經濟與社會效益明顯。因其先進性和優異的環保性能，該技術獲得2014年聯合國工業發展組織頒發的“全球可再生能源領域最具投資價值的領先技術藍天獎”。同時“一種連續式生物質熱解炭氣油多聯產係統”獲得第十七屆中國專利獎優秀獎。該技術現作為國家“綠色能源示範縣”以及“新能源示範城市”等建設的主推技術之一
，將很快在全國多地推廣應用。

   因(yin)此(ci)

，經(jing)過(guo)幾(ji)十(shi)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)，各(ge)種(zhong)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)轉(zhuan)化(hua)利(li)用(yong)技(ji)術(shu)已(yi)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)
，已(yi)基(ji)本(ben)滿(man)足(zu)工(gong)業(ye)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)的(de)需(xu)要(yao)。目(mu)前(qian)各(ge)項(xiang)技(ji)術(shu)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)的(de)主(zhu)要(yao)障(zhang)礙(ai)是(shi)技(ji)術(shu)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)力(li)不(bu)足(zu)。根(gen)據(ju)生(sheng)物(wu)質(zhi)原(yuan)料(liao)自(zi)身(shen)特(te)點(dian)，有(you)必(bi)要(yao)改(gai)變(bian)單(dan)一(yi)產(chan)品(pin)為(wei)主(zhu)的(de)轉(zhuan)化(hua)利(li)用(yong)模(mo)式(shi)
，積(ji)極(ji)尋(xun)求(qiu)利(li)用(yong)價(jia)值(zhi)最(zui)大(da)化(hua)的(de)轉(zhuan)化(hua)技(ji)術(shu)，綜(zong)合(he)化(hua)
、高熱值、多聯產的資源化利用應是生物質燃料轉化技術的發展方向。

2、生物質燃料鍋爐技術現狀及存在的問題

   近jin年nian來lai，我wo國guo的de生sheng物wu質zhi燃ran燒shao技ji術shu有you了le很hen大da的de發fa展zhan
，研yan發fa了le一yi批pi具ju有you自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de生sheng物wu質zhi燃ran燒shao技ji術shu及ji設she備bei。但dan從cong整zheng體ti來lai看kan
，我wo國guo生sheng物wu質zhi燃ran料liao鍋guo爐lu係xi統tong設she計ji理li念nian、技術還不夠先進，在運行


、管理、汙染物控製等方麵還存在諸多問題。

   生物質燃料在鍋爐中應用的主要形式包括：生物質固體燃料燃燒
，生物燃氣燃燒及生物油燃燒。下麵分別闡述生物質燃料鍋爐技術現狀及存在的問題。

2.1生物質固體燃料燃燒

   按照燃燒方式的不同，生物質固體燃料燃燒技術可分為層燃技術

、流化床燃燒技術及懸浮燃燒技術。層燃技術主要包括鏈條爐
、往複爐排爐及振動爐排爐
，適用於燃燒含水率較高、顆ke粒li尺chi寸cun變bian化hua較jiao大da的de生sheng物wu質zhi燃ran料liao，具ju有you較jiao低di的de投tou資zi和he操cao作zuo成cheng本ben。國guo外wai生sheng物wu質zhi層ceng燃ran技ji術shu的de發fa展zhan已yi比bi較jiao成cheng熟shu，其qi中zhong具ju有you代dai表biao性xing的de產chan品pin有you丹dan麥mai的de“雪茄型”捆燒爐[9]及ji比bi利li時shi的de溫wen克ke生sheng物wu質zhi爐lu。我wo國guo也ye有you許xu多duo研yan究jiu單dan位wei開kai發fa出chu了le各ge種zhong類lei型xing的de生sheng物wu質zhi層ceng燃ran爐lu，並bing針zhen對dui所suo使shi用yong原yuan料liao的de燃ran燒shao特te性xing對dui爐lu膛tang結jie構gou進jin行xing優you化hua
，包bao括kuo雙shuang燃ran燒shao室shi結jie構gou、閉式爐膛結構及其他結構[10]。流化床燃燒技術具有燃料適應性廣
、燃燒溫度低、有害氣體排放少

、負荷調節範圍大等一係列的優點
，很適合燃燒水分大、熱值低的生物質燃料。目前，國外采用流化床燃燒技術開發利用生物質能已具有相當的規模。美國GE公司及愛達荷能源公司分別研製出100t/h的大型燃廢木循環流化床發電鍋爐及50t/h的蒸汽鍋爐[11]。

   我國自20世紀80niandaimokaishi，duishengwuzhiliuhuachuangranshaojishuyejinxingleshenrudeyanjiu。guoneigeyanjiudanweiyuguoluchanghezuo

，lianhekaifalegezhongleixingdeshengwuzhiliuhuachuangguolu
，touruyunxinghouxiaoguolianghao，haiyoudaliangchanpinchukoudaoleguowai，zheduiwoguoshengwuzhinengdeliyongqidaolehendadetuidongzuoyong。liruhuazhongkejidaxuegenjudaokedewuli
、化學性質和燃燒特性，設計了以流化床燃燒方式為主，輔之以懸浮燃燒和固定床燃燒的組合燃燒式流化床鍋爐[12]。試驗研究證明，該鍋爐具有流化性能良好
、燃燒穩定
、不易結焦等優點，已獲得國家專利。此外華中科技大學還研究開發了生物質與煤流化床混燒技術
，並為廣西某糖廠研發了一台35t/h蔗渣與煤混燒循環流化床鍋爐，如圖8所suo示shi。懸xuan浮fu燃ran燒shao技ji術shu主zhu要yao適shi用yong於yu燃ran燒shao粉fen體ti生sheng物wu質zhi燃ran料liao，燃ran燒shao強qiang度du及ji溫wen度du較jiao高gao，可ke達da到dao較jiao高gao的de燃ran燒shao效xiao率lv，同tong時shi可ke實shi現xian負fu荷he快kuai速su變bian化hua和he高gao效xiao控kong製zhi。但dan由you於yu燃ran燒shao溫wen度du較jiao高gao，其qiNOx排放控製需要特別關注。燃燒器是確保生物質粉體高效低NOx燃(ran)燒(shao)的(de)關(guan)鍵(jian)，由(you)於(yu)生(sheng)物(wu)質(zhi)與(yu)煤(mei)燃(ran)燒(shao)特(te)性(xing)存(cun)在(zai)巨(ju)大(da)差(cha)異(yi)，常(chang)規(gui)的(de)煤(mei)粉(fen)燃(ran)燒(shao)器(qi)並(bing)不(bu)適(shi)用(yong)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)從(cong)生(sheng)物(wu)質(zhi)本(ben)身(shen)的(de)燃(ran)燒(shao)特(te)性(xing)出(chu)發(fa)，設(she)計(ji)專(zhuan)用(yong)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)燒(shao)器(qi)
，圖(tu)9為針對生物質粉體燃料研發設計的低NOx燃燒器結構示意圖。

   近30年(nian)來(lai)
，盡(jin)管(guan)我(wo)國(guo)在(zai)生(sheng)物(wu)質(zhi)固(gu)體(ti)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)利(li)用(yong)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)長(chang)足(zu)的(de)進(jin)步(bu)，但(dan)是(shi)與(yu)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)相(xiang)比(bi)
，仍(reng)有(you)很(hen)大(da)差(cha)距(ju)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)生(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)設(she)計(ji)多(duo)為(wei)套(tao)用(yong)燃(ran)煤(mei)鍋(guo)爐(lu)
，並(bing)未(wei)根(gen)據(ju)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)特(te)性(xing)進(jin)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)鍋(guo)爐(lu)結(jie)構(gou)和(he)配(pei)風(feng)設(she)計(ji)。因(yin)此(ci)在(zai)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)燒(shao)效(xiao)率(lv)及(ji)汙(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放(fang)控(kong)製(zhi)方(fang)麵(mian)與(yu)國(guo)外(wai)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)有(you)一(yi)定(ding)差(cha)距(ju)，無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)差(cha)異(yi)化(hua)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)。

   就jiu給gei料liao係xi統tong而er言yan，我wo國guo尚shang未wei形xing成cheng完wan善shan的de生sheng物wu質zhi燃ran料liao市shi場chang供gong應ying體ti係xi，送song入ru鍋guo爐lu的de生sheng物wu質zhi燃ran料liao種zhong類lei繁fan雜za，特te性xing各ge異yi，因yin此ci生sheng物wu質zhi鍋guo爐lu給gei料liao係xi統tong的de自zi動dong化hua程cheng度du不bu高gao。同tong時shi由you於yu生sheng物wu質zhi含han水shui量liang較jiao高gao
，容rong易yi造zao成cheng給gei料liao係xi統tong堵du塞sai卡ka死si。利li用yong煙yan氣qi餘yu熱re對dui入ru爐lu燃ran料liao進jin行xing幹gan燥zao將jiang有you助zhu於yu改gai善shan生sheng物wu質zhi燃ran料liao的de輸shu送song特te性xing，同tong時shi還hai有you利li於yu降jiang低di排pai煙yan損sun失shi，提ti高gao鍋guo爐lu效xiao率lv。另ling外wai
，生sheng物wu質zhi燃ran料liao揮hui發fa分fen含han量liang高gao，且qie易yi於yu著zhe火huo，運yun行xing過guo程cheng中zhong極ji易yi出chu現xian回hui燃ran現xian象xiang，為wei保bao證zheng鍋guo爐lu設she備bei安an全quan運yun行xing，對dui於yu層ceng燃ran爐lu需xu要yao在zai進jin料liao口kou加jia裝zhuang隔ge板ban，同tong時shi調tiao整zheng配pei風feng；而對於流化床宜采用兩級進料的方式，並加大送料風。

   對dui於yu煤mei改gai生sheng物wu質zhi的de工gong業ye鍋guo爐lu，往wang往wang會hui導dao致zhi鍋guo爐lu結jie構gou與yu生sheng物wu質zhi燃ran料liao特te性xing不bu匹pi配pei
，燃ran盡jin困kun難nan，燃ran燒shao效xiao率lv低di
，因yin此ci需xu要yao對dui爐lu膛tang結jie構gou進jin行xing針zhen對dui性xing改gai造zao。具ju體ti改gai造zao措cuo施shi為wei：提高前拱角度
，降低後拱高度、縮短後拱長度，同時采用分級配風，提高爐膛有效空間，保證揮發分的充分燃燒，進而提高燃燒效率。

   此外，生物質中的堿金屬還會引起鍋爐受熱麵的積灰、結渣和腐蝕，直接造成鍋爐壽命和熱效率的降低；同時堿金屬還易引起床料的聚團、結渣破壞正常流化，使燃燒工況惡化。在生物質燃燒利用過程中，通過降低燃料中堿金屬含量的比例(與煤混燒或適當預處理手段)，設法提 高燃料灰分的熔點(加入添加劑)
，抑(yi)製(zhi)堿(jian)金(jin)屬(shu)的(de)揮(hui)發(fa)性(xing)，以(yi)及(ji)在(zai)保(bao)證(zheng)鍋(guo)爐(lu)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)一(yi)二(er)次(ci)風(feng)配(pei)比(bi)或(huo)采(cai)用(yong)煙(yan)氣(qi)再(zai)循(xun)環(huan)適(shi)當(dang)降(jiang)低(di)燃(ran)燒(shao)溫(wen)度(du)，是(shi)防(fang)止(zhi)生(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)積(ji)灰(hui)、結渣和腐蝕問題的有效途徑。另外對於流化床鍋爐，選用合適的床料(富含抑製聚團燒結元素
，如Fe、Al等)
，jishipaichudazha，baozhengjunyunliuhuayeshiyizhongyouxiaojianqingjiezhadefangfa。shengwuzhiranliaoyumeidelingyigexianzhubutongzaiyushengwuzhizhongdelvhanliangjiaogao，lvzaishengwuzhiranshaoguochengzhongdehuifajiqiyuguolushouremiandefanyinghuiyinqiguoludefushi。zhenduilvfushiwenti，zhuyaodefangzhicuoshiyou：合理調整燃燒工況、選用耐腐蝕的受熱麵材料
、加入適量的吸收劑脫氯及加強吹灰等。

2.2生物燃氣燃燒

   生(sheng)物(wu)燃(ran)氣(qi)燃(ran)燒(shao)主(zhu)要(yao)是(shi)指(zhi)生(sheng)物(wu)質(zhi)原(yuan)料(liao)或(huo)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)首(shou)先(xian)通(tong)過(guo)氣(qi)化(hua)爐(lu)產(chan)生(sheng)可(ke)燃(ran)氣(qi)
，然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)可(ke)燃(ran)氣(qi)送(song)入(ru)鍋(guo)爐(lu)進(jin)行(xing)燃(ran)燒(shao)。該(gai)技(ji)術(shu)燃(ran)燒(shao)效(xiao)率(lv)高(gao)，且(qie)易(yi)實(shi)現(xian)清(qing)潔(jie)燃(ran)燒(shao)。燃(ran)燒(shao)產(chan)物(wu)經(jing)除(chu)塵(chen)、脫硫後可達到煙塵小於20mg/m3，NOx小於200mg/m3(O2=3.5%)
，SO2小於50mg/m3，達到天然氣燃燒排放標準，因此，生物燃氣燃燒技術備受發達地區青睞[11]。國外生物燃氣燃燒技術主要應用於水泥窯、shihuiyaojiredianlianchan，bufenjishuyishixianshangyehua，xingchengguimohuachanyejingying，ermuqianguoneishengwuzhiqihuajishudechanyehuayingyongzhuyaoyiqihuafadianhenongcungongqiweizhu，qihuaranqigongyeguoluyingyongcaiganggangqibu，shijiyunxingxiangmujiaoshao[12]。

   muqianzhiyueshengwuranqiranshaojishufazhandezhuyaowentizaiyuranqirezhipiandi，qiejiaoyouhanlianggao。yifangmian，guoneishangweiyouzhuanmenzhenduidirezhishengwuzhiranqikaifaderanshaoshebei
，daduoyoutianranqiguolugaizaoercheng，ranshaowendingxingjiranshaoxiaolvdouwufabaozheng，yincixukaifazhuanyongdedirezhishengwuzhiranqiranshaoqi
，tongshihaixuduiguolujiegoujinxingzhongxinsheji，tigaoranshaoxiaolvhexitongdewendingxing。lingyifangmian
，shengwuzhiranqizhongdejiaoyouhuiyushui、灰結合在一起
，沉積在氣化設備、管道
、閥門和下遊設備，造成設備堵塞及磨損
，同時也導致燃氣淨化係統複雜且運行成本高昂。圖10為兩種常見的生物質燃氣利用技術路線圖，即“冷燃氣”路線與“熱燃氣”路線。在條件允許的情況下，建議采用“熱燃氣”路線，即生物質原料經過氣化爐氣化後，通過高溫風機將高溫燃氣直接送入鍋爐燃燒，過程中確保燃氣溫度大於200℃，防止焦油冷凝
，盡可能減少焦油對設備的影響。

2.3生物油燃燒

   生物油是生物質經過快速熱解後得到的主要產物
，其能量密度是生物質原料的8～10倍，可替代重油用於鍋爐燃燒設備[14]。國guo內nei外wai已yi有you許xu多duo研yan究jiu機ji構gou對dui生sheng物wu油you在zai鍋guo爐lu和he窯yao爐lu中zhong的de燃ran燒shao特te性xing及ji汙wu染ran物wu控kong製zhi開kai展zhan研yan究jiu
，經jing過guo多duo年nian的de發fa展zhan
，生sheng物wu油you的de鍋guo爐lu燃ran燒shao技ji術shu已yi經jing比bi較jiao成cheng熟shu，並bing且qie已yi在zai工gong業ye上shang有you小xiao規gui模mo應ying用yong。

   芬蘭NesteOy公司[15]利用改造後的2.5MWDam-stoker鍋爐
，實現了生物油的穩定燃燒
，尾氣中CO和NOx的排放量分別為0.003%和0.014%。芬蘭國家技術研究中心VTT[15]在改造後的8MW工gong業ye爐lu上shang進jin行xing生sheng物wu油you燃ran燒shao試shi驗yan
，發fa現xian排pai放fang產chan物wu中zhong除chu微wei粒li外wai

，其qi餘yu汙wu染ran物wu排pai放fang量liang均jun低di於yu重zhong油you。此ci外wai


，生sheng物wu油you與yu化hua石shi燃ran料liao共gong燃ran也ye是shi一yi種zhong比bi較jiao合he適shi的de生sheng物wu油you利li用yong方fang式shi
，美mei國guoRedArrow公司、荷蘭BTG公司[16]分別在20MW燃煤鍋爐及251MW天然氣電站中成功實現了生物油與煤
、燃氣的共燃，結果表明生物油與化石燃料共燃對鍋爐設備沒有任何有害影響，還可以減少汙染物的排放。

   shengwuyouzaiguoluranshaodeguanjianjishushidianhuo。shengwuyoushuifenhanlianggao，rezhidi，zaidianhuoqijian，shuifendezhengfahuixishoudaliangdereliang
，daozhishengwuyouzhehuokunnan
，qieranshaochuqihuoyanwendingxingcha。tongshizaidianhuochuqi，lutangwendujiaodi
，huoyansanresunshiyanzhong
，rongyiximie。weibaozhengshengwuyoudechenggongdianhuo，zuiyouxiaodefangfashicaiqulutangyurehuoshiyongfuzhudianhuoyuan。qicitigaowuhuazhiliangyeyouliyushengwuyoudedianhuo，tuijiancaiyongkongqihuozhengqiwuhua
，dianxingdekongqiwuhuapenqiangjiegourutu11所suo示shi。其qi次ci
，點dian火huo期qi間jian

，在zai保bao證zheng霧wu化hua質zhi量liang的de前qian提ti下xia
，降jiang低di噴pen霧wu速su度du，可ke防fang止zhi火huo焰yan被bei吹chui熄xi，有you利li於yu火huo焰yan穩wen定ding。最zui後hou，采cai用yong旋xuan流liu霧wu化hua噴pen嘴zui可ke以yi在zai爐lu膛tang內nei形xing成cheng高gao溫wen回hui流liu區qu，著zhe火huo能neng更geng穩wen定ding。除chu點dian火huo問wen題ti以yi外wai

，生sheng物wu油you霧wu化hua燃ran燒shao還hai需xu要yao注zhu意yi下xia麵mian的de一yi些xie問wen題ti：生物油中一般含有一些雜質
，其中較大的顆粒可能會堵塞噴嘴

，因此含固體顆粒較多的生物油必須過濾後使用；生物油穩定性較差，受熱後容易變性結焦，從而堵塞霧化噴嘴，因此需要用空氣冷卻噴嘴，並在啟停階段用酒精等燃料清洗油路。

3
、鍋爐行業的選擇

   當前，在“限煤”的de大da環huan境jing下xia，鍋guo爐lu行xing業ye麵mian臨lin著zhe轉zhuan型xing升sheng級ji的de選xuan擇ze。隨sui著zhe我wo國guo經jing濟ji由you高gao速su增zeng長chang階jie段duan轉zhuan向xiang高gao質zhi量liang發fa展zhan階jie段duan
，國guo家jia能neng源yuan和he環huan保bao政zheng策ce逐zhu步bu調tiao整zheng到dao位wei，鍋guo爐lu行xing業ye也ye基ji本ben明ming確que原yuan料liao綠lv色se化hua

、生產清潔化和產品智能化的發展方向。

3.1原料綠色化

   未(wei)來(lai)能(neng)源(yuan)增(zeng)長(chang)將(jiang)主(zhu)要(yao)來(lai)自(zi)於(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)，對(dui)於(yu)鍋(guo)爐(lu)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo)，必(bi)須(xu)立(li)足(zu)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)，從(cong)吃(chi)黑(hei)色(se)原(yuan)料(liao)轉(zhuan)向(xiang)吃(chi)綠(lv)色(se)原(yuan)料(liao)。生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)種(zhong)類(lei)眾(zhong)多(duo)，包(bao)括(kuo)不(bu)同(tong)來(lai)源(yuan)以(yi)及(ji)不(bu)同(tong)轉(zhuan)化(hua)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)的(de)
，燃(ran)料(liao)特(te)性(xing)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie)
，對(dui)鍋(guo)爐(lu)來(lai)說(shuo)是(shi)不(bu)小(xiao)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，但(dan)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)必(bi)須(xu)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。

   鍋爐行業應充分認識生物質燃料特性對鍋爐實現高效清潔安全燃燒的影響，利用現有設備開展各種燃料(固體燃料或氣體燃料)及燃燒方式(純燃或混燃)下的性能測試
，積累相關工業數據；應積極主動參與生物質燃料技術的研發
，參與相關燃料標準的製定。例如，針對生物質燃燒過程中突出的沾汙、腐fu蝕shi問wen題ti
，通tong過guo燃ran料liao添tian加jia劑ji是shi可ke以yi大da大da緩huan解jie的de，這zhe就jiu需xu要yao對dui現xian有you的de成cheng型xing燃ran料liao標biao準zhun進jin行xing修xiu訂ding。另ling外wai，還hai應ying加jia快kuai研yan製zhi生sheng物wu質zhi燃ran料liao專zhuan用yong鍋guo爐lu，使shi生sheng物wu質zhi燃ran料liao特te性xing與yu鍋guo爐lu參can數shu相xiang互hu匹pi配pei最zui終zhong實shi現xian效xiao能neng最zui大da化hua。

   同tong時shi，鍋guo爐lu行xing業ye還hai要yao大da膽dan探tan索suo與yu生sheng物wu質zhi能neng源yuan結jie合he的de新xin方fang式shi，先xian行xing先xian試shi，搶qiang占zhan先xian機ji。實shi際ji上shang生sheng物wu質zhi氣qi化hua耦ou合he發fa電dian就jiu是shi一yi個ge很hen好hao的de例li子zi。生sheng物wu質zhi氣qi化hua技ji術shu應ying用yong一yi直zhi受shou製zhi於yu焦jiao油you問wen題ti，但dan如ru果guo直zhi接jie將jiang氣qi化hua氣qi送song入ru鍋guo爐lu燃ran燒shao，就jiu可ke以yi避bi開kai焦jiao油you問wen題ti，如ru果guo配pei套tao的de是shi大da容rong量liang高gao參can數shu鍋guo爐lu，效xiao率lv和he效xiao益yi就jiu更geng具ju優you勢shi了le。在zai實shi際ji工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng中zhong
，還hai有you很hen多duo待dai開kai發fa利li用yong的de生sheng物wu質zhi資zi源yuan
，采cai用yong合he適shi的de轉zhuan化hua技ji術shu，就jiu地di與yu生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de用yong能neng需xu求qiu相xiang結jie合he，對dui於yu控kong製zhi和he降jiang低di生sheng物wu質zhi燃ran料liao成cheng本ben以yi及ji生sheng產chan過guo程cheng的de能neng耗hao也ye是shi極ji為wei有you利li的de。

3.2生產清潔化

   作zuo為wei一yi種zhong相xiang對dui清qing潔jie的de燃ran料liao
，使shi用yong生sheng物wu質zhi燃ran料liao對dui於yu鍋guo爐lu汙wu染ran物wu的de控kong製zhi是shi有you利li的de。但dan我wo國guo能neng源yuan行xing業ye整zheng體ti實shi施shi超chao低di排pai放fang已yi成cheng趨qu勢shi，如ru何he實shi現xian綠lv色se燃ran料liao的de清qing潔jie利li用yong也ye是shi鍋guo爐lu行xing業ye采cai用yong生sheng物wu質zhi燃ran料liao時shi需xu要yao重zhong點dian考kao慮lv的de。應ying結jie合he生sheng物wu質zhi燃ran料liao及ji其qi燃ran燒shao汙wu染ran物wu初chu始shi排pai放fang濃nong度du低di的de特te點dian，因yin地di製zhi宜yi、因勢利導
，采用靈活的技術手段實現汙染物的控製，絕不能簡單照搬燃煤鍋爐超低排放技術。

   除(chu)了(le)從(cong)原(yuan)料(liao)端(duan)預(yu)處(chu)理(li)入(ru)手(shou)，盡(jin)可(ke)能(neng)在(zai)燃(ran)燒(shao)過(guo)程(cheng)中(zhong)實(shi)現(xian)低(di)排(pai)放(fang)外(wai)，還(hai)可(ke)以(yi)結(jie)合(he)一(yi)些(xie)新(xin)技(ji)術(shu)

，例(li)如(ru)
，以(yi)生(sheng)物(wu)質(zhi)熱(re)解(jie)得(de)到(dao)的(de)富(fu)含(han)有(you)機(ji)酸(suan)的(de)生(sheng)物(wu)油(you)為(wei)原(yuan)料(liao)製(zhi)備(bei)富(fu)鈣(gai)生(sheng)物(wu)油(you)進(jin)行(xing)聯(lian)合(he)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝(xiao)
，其(qi)脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)大(da)於(yu)90%，脫硝效率最大可到57%。生物油還可以作為尿素SNCRtuoxiaodetianjiaji

，youliyutuokuantuoxiaofanyingwenduchuangkou。jiangshengwuzhirejiesuodeshengwujiaojinxingfudanhuagaixing
，bujincujinlefudanshengwujiaodekongxijiegoudefazhan

，haizengjialefudanjiaobiaomianhandanguanjituandeyinru
，jinergaishanfudanjiaoxifuwuranwudetexing

，shiyizhongyouliangdeyanqijinghuaxifuji
，keyitongshixishoueryanghualiu、氮氧化物和二氧化碳。如果將上述技術整合成一體
，可以滿足超低排放的要求。

3.3產品智能化

   隨sui著zhe信xin息xi技ji術shu的de不bu斷duan發fa展zhan，傳chuan統tong行xing業ye與yu互hu聯lian網wang等deng新xin興xing技ji術shu的de融rong合he正zheng在zai加jia快kuai，未wei來lai的de生sheng物wu質zhi燃ran料liao鍋guo爐lu理li應ying進jin入ru智zhi能neng化hua時shi代dai。通tong過guo物wu聯lian網wang，可ke以yi隨sui時shi掌zhang握wo鍋guo爐lu燃ran料liao特te性xing
；通過人工智能係統，可以將鍋爐運行參數調整到最佳；生物質燃料的消耗量、能源(電力)輸出量、汙染物排放量等數據傳向各種終端
，整個生產過程可根據原料價格、庫存、碳稅

、能源價格、排汙費

、設備狀態等進行智能控製，實現綜合效益最大化。

   guoluqiyexuyaotiaochuchuantongdezhimaiguoludexiaaiyinglimoshi

，erchengweiqingjienengyuanzhengtijiejuefangandetigongshang，tongguotigongjishuhanlianggaodechanpin，yijigezhonghouxujishufuwu，shenzhishichengdanyunyingrenwu，huodechangqishouyi。ciwai
，haiyingdapoyonghu
、製造企業及行業專家之間缺乏深度信息融合的限製，充分利用“互聯網+”技術及工業鍋爐行業專家資源，搭建集監測、診斷及遠程服務於一體的綜合性平台
，並基於平台大數據
，為鍋爐製造企業的標準設計、用戶的爐型選擇、鍋爐係統的運行優化提供指導，促進工業鍋爐產品運行智能化、設計標準化、全生命周期持續進化，全麵提升我國工業鍋爐行業的技術水平。

4、結語

   鍋(guo)爐(lu)行(xing)業(ye)正(zheng)處(chu)於(yu)一(yi)個(ge)新(xin)舊(jiu)交(jiao)替(ti)的(de)重(zhong)要(yao)曆(li)史(shi)時(shi)期(qi)，機(ji)遇(yu)與(yu)挑(tiao)戰(zhan)並(bing)存(cun)。在(zai)與(yu)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)結(jie)合(he)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，需(xu)要(yao)打(da)破(po)行(xing)業(ye)傳(chuan)統(tong)發(fa)展(zhan)模(mo)式(shi)的(de)束(shu)縛(fu)，始(shi)終(zhong)瞄(miao)準(zhun)新(xin)技(ji)術(shu)和(he)市(shi)場(chang)變(bian)化(hua)，不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)產(chan)品(pin)和(he)服(fu)務(wu)質(zhi)量(liang)，拓(tuo)寬(kuan)盈(ying)利(li)渠(qu)道(dao)，開(kai)創(chuang)鍋(guo)爐(lu)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)新(xin)時(shi)代(dai)。
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