隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們生活水平的提高,木材下腳料、植物秸稈的剩余量越來越大,由于這些廢棄物密度小,占用空間大,銷毀處理不但需要大量的人力、物力,且污染環(huán)境,因此世界各國都在探索解決這一問題的有效途徑。
1、國外生物質(zhì)
顆粒燃料及燃燒設(shè)備的研究、開發(fā)現(xiàn)狀
日本在20世紀(jì)50年代,研制出棒狀燃料成型機(jī)及相關(guān)的燃燒設(shè)備;美國在1976年開發(fā)了生物質(zhì)顆粒及成型燃燒設(shè)備;西歐一些國家(荷蘭、瑞典、比利時(shí)、芬蘭、丹麥等)在20世紀(jì)70年代已有了沖壓式成型機(jī)、顆粒成型機(jī)及配套的燃燒設(shè)備;亞洲一些國家(泰國、印度、韓國、菲律賓等)在20世紀(jì)80年代己建了不少生物質(zhì)固化、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠,并研制出相關(guān)的燃燒設(shè)備。日本、美國及歐洲一些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備已經(jīng)定型,并形成了產(chǎn)業(yè)化,在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等領(lǐng)域已普遍推廣應(yīng)用。生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備按規(guī)?煞譃椋盒⌒蜖t、大型生物質(zhì)鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐;按用途與燃料品種可分為:木材爐、壁爐、顆粒燃料爐、薪柴鍋爐、木片鍋爐、顆粒燃料鍋爐、秸稈鍋爐、其它燃料鍋爐;按燃燒形式可分為:片燒爐、捆燒爐、顆粒層燃爐等。這些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備具有加工工藝合理、專業(yè)化程度高、操作自動(dòng)化程度高、熱效率高、排煙污染小等優(yōu)點(diǎn)。但相對于我國存在著價(jià)格高、使用燃料品種單一、易結(jié)渣、電耗高等缺點(diǎn),不適合于引進(jìn)我國。東南亞一些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備大多數(shù)為碳化爐與焦炭燃燒爐,直接燃用生物質(zhì)成型燃料的設(shè)備較少,同時(shí)這些燃燒設(shè)備存在著加工工藝差、專業(yè)化程度低、熱效率低、排煙污染嚴(yán)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn);燃燒設(shè)備還未定型,還需進(jìn)一步的研究、試驗(yàn)與開發(fā),這些國家生物質(zhì)成型燃料鍋爐也不適合于引進(jìn)我國。
隨著全球性大氣污染的進(jìn)一步加劇,減少C02等有害氣體凈排放量已成為世界各國解決能源與環(huán)境問題的焦點(diǎn)。由于生物質(zhì)成型燃料燃燒C02的凈排放量基本為0,NOx排放量僅為燃煤的1/5,S02的排放量僅為燃煤的1/10,因此生物質(zhì)成型燃料直接燃用是世界范圍內(nèi)進(jìn)行生物質(zhì)高效、潔凈化利用的一個(gè)有效途徑。
2、國內(nèi)生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備的研究、開發(fā)現(xiàn)狀
我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)開發(fā)了螺旋推進(jìn)式
秸稈壓塊機(jī)、
秸稈顆粒機(jī),近幾年形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。例如,陜西省武功縣輕工機(jī)械廠研制的螺旋推進(jìn)式秸稈成型機(jī),遼寧省能源研究所研制的顆粒成型機(jī),南京林產(chǎn)化工研究所研制的多功能成型機(jī),河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院研制的活塞式液壓成型機(jī),在國內(nèi)都已形成了產(chǎn)業(yè)化。但國產(chǎn)成型加工設(shè)備在引進(jìn)及設(shè)計(jì)制造過程中,都不同程度地存在著技術(shù)及工藝方面的問題,這就有待于去深入研究探索、試驗(yàn)、開發(fā)。盡管生物質(zhì)成型設(shè)備還存在著一定的問題,但生物質(zhì)成型燃料有許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):①便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸;②使用方便、衛(wèi)生;③燃燒效率高;④是清潔能源,有利于環(huán)保。因此,生物質(zhì)成型燃料在我國一些地區(qū)已進(jìn)行批量生產(chǎn),并形成研究、生產(chǎn)、開發(fā)的良好勢頭。在我國未來的能源消耗中,生物質(zhì)成型燃料將占有越來越大的份額。
目前,我國對生物質(zhì)成型燃料燃燒所進(jìn)行的理論研究很少,對生物質(zhì)成型燃料的燃燒機(jī)理及動(dòng)力學(xué)特性研究才剛剛開始,關(guān)于生物質(zhì)成型燃料燃燒理論與數(shù)據(jù)還沒有人系統(tǒng)地提出。關(guān)于生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究幾乎是個(gè)空白。一些單位為燃用生物質(zhì)成型燃料,在未弄清生物質(zhì)成型燃料燃燒理論的情況下,盲目地把原有的燃煤設(shè)備改為生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備,但改造后的燃燒設(shè)備仍存在著爐膛的容積、形狀與生物質(zhì)成型燃料燃燒不匹配等情況,致使燃燒設(shè)備的燃燒效率及熱效率較低,出力及工質(zhì)參數(shù)下降,排煙中污染物含量高。為了使生物質(zhì)成型燃料能穩(wěn)定、充分、直接地燃燒,根據(jù)生物質(zhì)成型燃料燃燒理論重新進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究生物質(zhì)成型燃料專用燃燒設(shè)備是非常重要的,也是非常緊迫的。