我國目前燃煤工業鍋爐約有50萬台,而其中以層燃工業鍋爐(主要是鏈條鍋爐,占總量60%以上)量大麵廣,耗煤量約占全國耗煤量的1/3,是我國僅次於燃煤發電的第二大煤煙型汙染源。能效水平低下、汙染物排放嚴重、自動化水平低等是燃煤工業鍋爐存在的突出問題,節能潛力巨大。
生物質顆粒燃料作為化石燃料的替代能源,具有來源廣、汙(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放(fang)低(di)的(de)特(te)點(dian),是(shi)一(yi)種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)。本(ben)文(wen)著(zhe)重(zhong)闡(chan)述(shu)油(you)脂(zhi)行(xing)業(ye)通(tong)過(guo)鍋(guo)爐(lu)的(de)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao),利(li)用(yong)生(sheng)產(chan)廢(fei)料(liao)一(yi)花(hua)生(sheng)殼(ke)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)分(fen)析(xi)論(lun)證(zheng),富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)專(zhuan)業(ye)生(sheng)產(chan)銷(xiao)售(shou)
生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
1、生物質顆粒燃料特點及燃料可替代性分析
鍋爐燃燒生物質顆粒燃料具有以下優點:
1)可ke再zai生sheng性xing。生sheng物wu質zhi能neng是shi以yi生sheng物wu為wei載zai體ti的de能neng源yuan,即ji植zhi物wu通tong過guo光guang合he作zuo用yong把ba太tai陽yang能neng轉zhuan化hua為wei化hua學xue能neng在zai生sheng物wu質zhi內nei存cun儲chu的de一yi種zhong能neng源yuan形xing式shi,是shi惟wei一yi可ke再zai生sheng的de能neng源yuan。隨sui著zhe常chang規gui礦kuang物wu資zi源yuan的de日ri益yi枯ku竭jie和he環huan境jing的de逐zhu漸jian惡e化hua,生sheng物wu質zhi能neng源yuan的de開kai發fa和he利li用yong越yue發fa引yin起qi人ren們men的de重zhong視shi。
2)低汙染性。生物質顆粒燃料含硫率低,燃燒時可大大減少S02排放量;且由於生物質在生長時需要的C02量相當於它在燃燒時排放的C02量,因此大氣中的C02淨排放量近似為零,有效避免了溫室氣體的排放。
3)廣泛的分布性。目前實際可以作為能源利用的生物質主要包括農作物秸稈、穀殼、薪柴、畜禽糞便、shenghuolajideng,fenbuguangfan,kaifaliyongqianlida。jiubenwenlunshuderanliaohuashengkeeryan,jikejieyueziyuan,youshishengchanfeiliaoyihuashengkedeyixunhuanshiyong,juyoujiaohaodejingjixiaoyihehuanjingxiaoyi。
某油脂廠具備10萬噸/年花生油、12萬噸/年花生粕的生產能力,生產用熱由兩台型號為DZL15-1.25-AⅡ、DZIA -1.25 -AⅡ的蒸汽鍋爐和一台型號為YLW7.0-1.0/300/280-A IⅢ的有機熱載體爐供應。根據企業生產實際最大需熱量1.6x107kcal/h計算,三台鍋爐年耗煤量約為16457t(折標煤)。
企業生產日需帶殼花生約1300噸左右,按花生果出米率65%計,每天產生的花生殼約為455噸。生產需熱量為3.84x108kcal/d,花生殼低位熱值取4010 kcal/kg,鍋爐熱效率按80%計,則每天需燃用花生殼約120噸。企業生產日產花生殼約455噸,完全可以滿足鍋爐使用。
2、鍋爐改造方案
2.1生物質顆粒燃料的燃燒特性
由於生物質顆粒燃料特性與化石燃料不同,從而導致了生物質顆粒燃料在燃燒過程中的燃燒機理、反應速度以及燃燒產物的成分與化石燃料相比也都存在較大差別,表現出不同於化石燃料的燃燒特性。
1)生物質水分含量較多,燃燒需要較高的幹燥溫度和較長的幹燥時間,產生的煙氣體積較大,排煙熱損失較高。
2)生物質顆粒燃料的密度小,結構比較鬆散,迎風麵積大,容易被吹起,懸浮燃燒的比例較大。
3)由於生物質發熱量低,爐內溫度場偏低,組織穩定的燃燒比較困難。
4)由於生物質揮發分含量高,燃料著火溫度較低,一般在250CC -350C溫度下揮發分就大量析出並開始劇烈燃燒,此時若空氣供應量不足,將會增大燃料的化學不完全燃燒損失。
5)揮發分析出燃燼後,受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響,焦炭顆粒燃燒速度緩慢、燃燼困難。
2.2鍋爐的技術改造
針對生物質顆粒燃料的燃燒特性,主要對鍋爐的部分構件進行改造,使其滿足生物質顆粒燃料在爐排上完全燃燒的條件。
1)進料口改造:運用爐排的自身動力,增加兩套介輪,強製進料。
2)爐拱改造:改變原有燃燒點,保持合理的火焰前沿位置;爐拱後移,使得燃料在爐排上和爐膛中有足夠的停留時間充分燃燒。
3)爐排改造:調整爐排的振動頻率和振動周期;調整爐排各區一次風的風量以及相互間匹配;調整二次風和火上風;建立合適的爐膛負壓,組織好合理的爐內燃燒空氣動力場。
4)調整燃燒方法:在負荷穩定時,維持一定的料層厚度,避免出現太低的緩衝料箱的料位。
3、鍋爐節能技術改造項目可行性分析
1)技術可行性分析。企業采用實用新型專利技術對燃煤鍋爐進行改造,通過對進料口、爐拱、爐lu排pai等deng部bu位wei的de調tiao整zheng,滿man足zu生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao在zai爐lu膛tang內nei的de燃ran燒shao條tiao件jian。隨sui著zhe對dui生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao的de日ri益yi重zhong視shi,該gai項xiang技ji術shu日ri漸jian成cheng熟shu,改gai造zao後hou的de鍋guo爐lu可ke達da到dao相xiang同tong的de工gong作zuo出chu力li,以yi滿man足zu生sheng產chan的de需xu要yao,技ji術shu可ke行xing。
2)經濟可行性分析。長期的實踐說明,榨油廠將生產過程中產生的花生殼作為堆肥、製(zhi)作(zuo)飼(si)料(liao)的(de)用(yong)途(tu)的(de)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)效(xiao)益(yi)並(bing)不(bu)高(gao),而(er)作(zuo)為(wei)能(neng)源(yuan)燃(ran)料(liao)利(li)用(yong)比(bi)其(qi)它(ta)方(fang)式(shi)具(ju)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)效(xiao)益(yi)優(you)勢(shi)。利(li)用(yong)花(hua)生(sheng)殼(ke)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao),將(jiang)工(gong)業(ye)垃(la)圾(ji)廢(fei)料(liao)轉(zhuan)變(bian)為(wei)工(gong)廠(chang)生(sheng)產(chan)所(suo)需(xu)的(de)熱(re)能(neng),即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)循(xun)環(huan)利(li)用(yong),變(bian)廢(fei)為(wei)寶(bao),又(you)可(ke)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)排(pai)放(fang)量(liang)。鍋(guo)爐(lu)改(gai)造(zao)完(wan)成(cheng)後(hou),年(nian)可(ke)節(jie)約(yue)標(biao)準(zhun)煤(mei)16457t,同時消耗花生殼36000餘噸,經濟效益可觀。
3)環境效益分析。鍋爐改造前燃料使用煤炭( QY: 5600kcal/kg;Ad: 16.42%Vdaf:10.36%;S:0.6%),消耗量約為2057lt/a,麻石水膜除塵器除塵,除塵效率按90%、脫硫效率按10%計。據此計算,其汙染物排放量為:煙塵50.4Ua;S02 177.7t/a;C0 28.0t/a。鍋爐改造後,燃料使用花生殼,消耗量約為36000t/a,其汙染物排放量為:煙塵18.7t/a;S07 51.84t/a,改造前後汙染物排放對比見下表2示。
由上表可以看出,燃煤鍋爐改造為生物質鍋爐後,燃料采用生產廢料花生殼,其主要汙染物排放量較改造前均有大幅度的削減,煙塵、S02.CO削減率分別為62.9%、70.8%、100%,環境效益顯著。
4、結語
生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao作zuo為wei化hua石shi燃ran料liao的de替ti代dai能neng源yuan,是shi惟wei一yi一yi種zhong可ke再zai生sheng的de能neng源yuan。本ben文wen論lun述shu的de油you脂zhi廠chang通tong過guo技ji術shu改gai造zao,將jiang燃ran煤mei工gong業ye鍋guo爐lu改gai造zao為wei生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao鍋guo爐lu,既ji解jie決jue了le生sheng產chan廢fei料liao一yi花hua生sheng殼ke的de處chu置zhi問wen題ti,同tong時shi大da幅fu度du削xue減jian了le鍋guo爐lu大da氣qi汙wu染ran物wu的de排pai放fang,經jing濟ji效xiao益yi、環境效益顯著,為企業實現可持續發展奠定了良好的基礎。
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