采用現代鍋爐技術利用生物質能源,近年來得到國內外的廣泛關注,國內許多研究機構對這項技術進行了研究。生物質能源具有可再生、低汙染、分布廣、儲chu量liang大da等deng優you勢shi,我wo國guo生sheng物wu質zhi資zi源yuan豐feng富fu,這zhe為wei鍋guo爐lu利li用yong生sheng物wu質zhi能neng源yuan提ti供gong了le燃ran料liao保bao障zhang。本ben文wen對dui鍋guo爐lu利li用yong生sheng物wu質zhi能neng源yuan的de技ji術shu應ying用yong進jin行xing探tan討tao,富fu通tong新xin能neng源yuan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、生物質資源的主要類型及處理方式
1.1生物質資源的主要類型
①農林生物質
農林生物質主要包括農業生產中農作物的殘餘物,如稻草、稻殼、麥秸、玉米稈等,以及樹木剪枝、林業采伐及林產品殘餘物、薪炭林、木屑、樹皮、針葉、木塊等。我國秸稈資源量已超過7.2×108t,折合標準煤約3.6x108t,其中約1.2×108t用於飼料、造紙、紡織和建材等外,其餘6×108t均可作為能源,我國年均薪柴產量約1.27×108t,折合標準煤0.74×108t。近(jin)年(nian)來(lai),國(guo)外(wai)發(fa)展(zhan)了(le)以(yi)能(neng)源(yuan)為(wei)目(mu)的(de)的(de)植(zhi)樹(shu)造(zao)林(lin)活(huo)動(dong)和(he)種(zhong)植(zhi)能(neng)源(yuan)型(xing)作(zuo)物(wu),其(qi)中(zhong)包(bao)括(kuo)輪(lun)伐(fa)期(qi)短(duan)的(de)速(su)生(sheng)林(lin)木(mu),這(zhe)些(xie)做(zuo)法(fa)對(dui)我(wo)國(guo)在(zai)生(sheng)物(wu)質(zhi)能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)方(fang)麵(mian)提(ti)供(gong)了(le)很(hen)好(hao)的(de)借(jie)鑒(jian)。
②城鎮生活和工業垃圾
我國城鎮人口眾多,產生的生活及工業垃圾量巨大。截至2010年,我國城鎮生活垃圾資源總量達到2.3 x108 t,采用鍋爐技術,以城鎮生活和工業垃圾及其有機廢棄物作為燃料的發電技術,對降低環境汙染、提高垃圾資源利用率具有重要意義。
1.2處理方式
目前,生物質資源的處理方式主要有生物質氣化技術、固化成型技術。該技術采用氣化的方法將農林生物質轉換為可燃氣體,氣化效率達到了72%~75%,燃氣低熱值達到5MJ/m3。生物質固化成型技術是將農林生物質粉碎後,通過成型設備加工成顆粒、塊、棒、片等形狀直接燃燒。固化成型技術的工藝、shebeijiandan,ranliaobianyuchucunhechangtuyunshu,yiyushixianchanyehuadaguimoshengchanheyingyong。zhezhongjishubuxuteshuderanshaoshebei,duixianyouguolushebeijinxingjiandangaizaojike,jishujingjixingnengxiangduijiaogao。
2、鍋爐利用生物質能源的主要技術
現代化鍋爐技術利用生物質能源,主要應用於供熱、發電項目,不宜直接提供燃料。其中應用較為廣泛的是直接燃燒技術、農林生物質的熱解氣化技術。
①直接燃燒技術
直接燃燒技術路線見圖2。直接燃燒技術的應用主要集中在鍋爐垃圾焚燒、guhuaranliaoranshao。lajifenshaoshijiangshenghuohegongyelajijingguofenleichulihou,yingyongguolushebeihuoqitateshudelajifenshaoshebeijinxingchuli,ranshaochanshengdenengliangkeyongyujizhonggongrehefadian。ranshaofangfazhuyaoyouluchuangranshao、爐排燃燒、回轉窯爐燃燒、多級爐燃燒、流化床燃燒。無論采用何種燃燒方式,煙氣中都含有硫氧化物、氯化氫、粉塵及焦油等,從而產生受熱麵腐蝕及粉塵、焦油附著問題,因此受熱麵的選材和溫度控製就顯得尤為重要。
固化燃料燃燒是把生物質固化成型後,采用鍋爐設備進行直接燃燒,直接燃燒生物質的熱效率僅為10%~30%.而將生物質製成顆粒後經燃燒器燃燒,熱效率可達到87%~89%。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是(shi)采(cai)用(yong)的(de)燃(ran)燒(shao)沒(mei)備(bei)是(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)定(ding)型(xing)產(chan)品(pin),比(bi)較(jiao)適(shi)合(he)對(dui)原(yuan)有(you)燃(ran)燒(shao)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)時(shi),在(zai)不(bu)重(zhong)複(fu)投(tou)資(zi)前(qian)提(ti)下(xia),以(yi)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)代(dai)替(ti)煤(mei),實(shi)現(xian)節(jie)能(neng)和(he)提(ti)高(gao)環(huan)保(bao)性(xing)。
②熱解氣化技術
熱解氣化技術是將農林生物質在缺氧或微氧狀態下通過高溫化學反應,將其分解成可燃氣體,作為鍋爐設備的燃料,實現能量的轉換:目前熱解氣化技術主要用於發電:某秸稈發電廠鍋爐與熱解氣化裝置結構見圖3.伸-:這zhe種zhong熱re解jie氣qi化hua裝zhuang置zhi在zai結jie構gou上shang類lei似si往wang複fu爐lu排pai,秸jie稈gan在zai熱re解jie氣qi化hua裝zhuang置zhi內nei轉zhuan化hua為wei可ke燃ran氣qi體ti,燃ran氣qi從cong鍋guo爐lu底di部bu進jin入ru燃ran燒shao室shi進jin行xing燃ran燒shao。作zuo為wei熱re化hua學xue轉zhuan化hua的de一yi種zhong工gong藝yi方fang法fa,熱re解jie氣qi化hua技ji術shu利li用yong熱re解jie氣qi化hua裝zhuang置zhi將jiang農nong林lin生sheng物wu質zhi經jing過guo轉zhuan化hua產chan生sheng的de燃ran氣qi直zhi接jie供gong給gei鍋guo爐lu設she備bei燃ran燒shao。以yi熱re化hua學xue為wei基ji礎chu的de熱re解jie氣qi化hua技ji術shu,強qiang化hua了le生sheng物wu質zhi的de能neng量liang密mi度du和he能neng量liang強qiang度du,提ti高gaor其利用品位。
3、熱解氣化反應及農林生物質特性
3.1熱解氣化反應
農林生物質由碳、氫、yangdengyuansuzucheng,binghanyouyidingliangdeshuifen,qirejieqihuashizairejiezhuangzhineiwanchengde。zairejiezhuangzhinei,suizhewendudeshenggao,chanshengdeqititongguohaiyuanqu,fanyingshengchenghanCO、H2、CH4等組分的可燃氣體。整個反應過程比較複雜,而且隨著熱解裝置的類型、工藝流程、反應條件、催化劑的種類、生物質原料的性質和粉碎等級的不同,反應過程也不相同。
3.2農林生物質特性
①農林生物質熱解氣化反應過程中,近75%的纖維素和半纖維素分解形成揮發分。纖維素分解後的熱解氣化物含量豐富,主要成分有焦油、木酸、烷類等重分子及其他可燃氣體,重分子物質在熱態下以氣態形式存在。在一定條件下,重分子裂解燃燒可釋放出能量,在高於600℃時,則發生再裂解反應,產生部分可燃氣體。在這部分可燃氣體中焦油、木酸含量下降。熱解氣化物燃燒釋放的熱量使燃燒溫度高達1500℃,在特殊燃燒條件下可達1700℃,而農林生物質直接燃燒溫度僅為600 - 700℃。
②農林生物質中的灰分隨生物質的種類、產地的不同而不同,並受種植條件的影響。熱解氣化物中,都含有硫氧化物、氯化氫、焦jiao油you及ji碳tan等deng,因yin此ci在zai燃ran燒shao前qian需xu要yao進jin行xing淨jing化hua處chu理li,燃ran燒shao過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de粉fen塵chen雖sui然ran較jiao少shao,但dan在zai煙yan氣qi排pai人ren大da氣qi之zhi前qian還hai是shi要yao進jin行xing除chu塵chen處chu理li。由you於yu燃ran燒shao過guo程cheng中zhong還hai存cun在zai鍋guo爐lu受shou熱re麵mian的de腐fu蝕shi及ji粉fen塵chen、焦油附著問題,因此受熱麵的選材、溫度控製及有效地除灰就尤為重要。
4、技術經濟要求
①鍋爐利用生物質能源的技術要求和造價較高。從能量利用的角度出發,適合大規模應用,且適用於供熱、發電,不宜直接提供燃料。在生物質資源的選擇上需要進行技術經濟比較,選擇那些發熱量較高的生物質作為能量轉化對象。
②生sheng物wu質zhi資zi源yuan供gong應ying的de組zu織zhi和he儲chu備bei工gong作zuo是shi應ying用yong中zhong最zui為wei重zhong要yao的de環huan節jie之zhi一yi,是shi保bao證zheng鍋guo爐lu設she備bei持chi續xu經jing濟ji運yun行xing的de基ji礎chu。由you於yu生sheng物wu質zhi資zi源yuan的de季ji節jie性xing比bi較jiao強qiang,因yin此ci生sheng物wu質zhi能neng源yuan應ying用yong工gong程cheng應ying保bao證zheng較jiao為wei充chong足zu的de原yuan料liao供gong應ying。
③shengwuzhiziyuanyingjiudiliyong,yijianshaoyuanliaodenengliangshuaijianheyunshufeiyong。shengwuzhiyuanliaodefareliangjiaodi,miduxiangduijiaoxiao,zaiyunshutongyangreliangranliaodeqingkuangxia,shengwuzhiyuanliaoxuyaohuafeideyunshufeiyongyaobiqitaranliaogaochuxuduo。
④heliquedingshengwuzhiyuanliaodechucunshijian,bimianyuanliaonengliangdeshuaijian。nonglinshengwuzhiyuedongchangqicunfang,shengwuzhizhongdeditanjuhewuziranhuifayichu,yidaozhinengliangshuaijian。
⑤對dui農nong林lin生sheng物wu質zhi熱re解jie氣qi化hua過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de殘can餘yu物wu進jin行xing有you效xiao處chu理li,避bi免mian造zao成cheng環huan境jing汙wu染ran。雖sui然ran生sheng物wu質zhi能neng源yuan屬shu於yu潔jie淨jing環huan保bao能neng源yuan,但dan熱re解jie氣qi化hua產chan生sheng的de黑hei液ye易yi溶rong於yu水shui,很hen難nan分fen離li,而er且qie熱re解jie氣qi化hua物wu燃ran燒shao產chan物wu中zhong含han有you硫liu氧yang化hua物wu、氯化氫、粉塵、焦油等物質。
5、結語
鍋guo爐lu利li用yong生sheng物wu質zhi能neng源yuan作zuo為wei生sheng物wu質zhi利li用yong的de主zhu要yao途tu徑jing之zhi一yi,在zai能neng量liang轉zhuan化hua技ji術shu中zhong,生sheng物wu質zhi能neng量liang密mi度du和he能neng量liang強qiang度du的de提ti高gao是shi需xu要yao關guan注zhu的de重zhong要yao目mu標biao。工gong程cheng項xiang目mu應ying該gai具ju有you相xiang當dang的de規gui模mo,有you足zu夠gou的de生sheng物wu質zhi原yuan料liao供gong應ying,能neng夠gou保bao證zheng設she備bei持chi續xu、可靠地運行。相關設備在運行過程中應該具有實用性、可操作性、可靠性,環保性必須要引起足夠的重視。
(轉載請注明:富通新能源生物質鍋爐
http://www.tre455.cn/swzrlslkl/)