起重機將秸稈放入防火通道中,將其運至料箱中,隨后預(yù)熱室的爐門打開,草捆進(jìn)入預(yù)熱室。預(yù)熱室?guī)缀跏且粋“氣化室”,草捆在預(yù)熱室內(nèi)被已有的燃料點燃。根據(jù)引入空氣位置的不同,草捆的前部或頂部開始部分燃燒。根據(jù)煙氣溫度和濃度來控制空氣量。安裝在預(yù)熱室底部的傳輸設(shè)備將正在燃燒的草捆運送至灰室出口處。國外燃燒打捆生物質(zhì)的設(shè)備由于價格昂貴、關(guān)鍵技術(shù)不輕易轉(zhuǎn)讓、型號過大,不適合中國當(dāng)?shù)亟斩挿稚⒌膶嶋H情況等原因,不適合大規(guī)模引進(jìn)中國。中國對生物質(zhì)秸稈捆燒技術(shù)理論及應(yīng)用研究才剛剛起步,燃燒打捆生物質(zhì)的設(shè)備還很少,很多技術(shù)問題還有待解決。我國已經(jīng)具有了發(fā)展生物質(zhì)秸稈捆燒鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)條件。各種型號的打捆機已經(jīng)市場化,設(shè)備也已定型,專業(yè)化秸稈打捆機生產(chǎn)廠家也很多,如:山東某有限公司等。打捆機的種類也很多,有小麥秸稈打捆機、玉米秸稈打捆機、牧草打捆機等多種類型。打捆的秸稈一部分用作畜牧廠的飼料,但由于秸稈資源量大,除作畜牧飼料外,還有較多的剩余,必有一部分打捆秸稈用作燃料。
北京龍基電力有限公司引進(jìn)了丹麥BWE公司的秸稈生物發(fā)電技術(shù),并在國內(nèi)獨家代理、生產(chǎn)BWE公司的生物質(zhì)能發(fā)電鍋爐及全部配套設(shè)備㈣,其燃料燃燒技術(shù)即為生物質(zhì)捆燒技術(shù)。中國計劃在河北晉州、山東單縣、江蘇海安、江蘇如東縣、河南鹿邑、河南浚縣、黑龍江慶安、北京平谷區(qū)、山東壽光、博興、東營、高密、德州、歷城等地先后建立示范項目。
2.3生物質(zhì)粉體燃燒技術(shù)
為了改善積灰結(jié)渣給燃燒爐帶來的負(fù)面影響,超細(xì)化煤粉已廣泛用于煤的再燃燒和提高燃煤效率等領(lǐng)域。同時,生物質(zhì)燃燒中也存在積灰結(jié)渣酌問題,為了改善其在生物質(zhì)燃燒設(shè)備中帶來的負(fù)面影響,華中科技大學(xué)結(jié)合國內(nèi)生物質(zhì)能的開發(fā)現(xiàn)狀,研制出一種生物質(zhì)粉體燃燒技術(shù)。將農(nóng)業(yè)廢棄物用破碎機破碎成粉體后,由進(jìn)料裝置噴入研制的立式雙回旋燃燒爐直接燃燒。一次風(fēng)為輸料進(jìn)風(fēng),與粉體均勻混合形成風(fēng)粉氣流;二次風(fēng)切向進(jìn)入,主要用于改善爐內(nèi)氣流狀態(tài)。5支鎳鉻一鎳硅熱電偶自下而上依次測點火室、主燃室、擴散室、回流室和爐膛的溫度,溫度由SWJ -Ⅲk精密數(shù)字溫度計顯示,不同點溫度由換位器轉(zhuǎn)換觸點測得。此裝置能最大限度地提高燃燒溫度和燃燒效率,并能減輕結(jié)渣腐蝕對燃燒產(chǎn)生的不利影響,且其控制可以借鑒燃?xì)饪刂品绞,操作簡便?br /> 通過華中科技大學(xué)實驗結(jié)果與分析,生物質(zhì)粉體燃燒的主要結(jié)論有:(1)生物質(zhì)粉體比表面積大,加速了揮發(fā)分的析出速度,減小了固定碳的粒徑,提高了燃燒速度和效率。(2)生物質(zhì)粉體在燃燒爐中懸浮燃燒,燃燒性狀近似于氣體燃料,因而可考慮類似于氣體燃料的燃燒和控制方式。同時燃燒爐體積參數(shù)很關(guān)鍵,要特別防止出現(xiàn)粉體燃燒量超過燃燒爐容量極限的情況。(3)次風(fēng)對燃燒效果沒有顯著影響,但作為風(fēng)粉濃度的微調(diào)機制,現(xiàn)場燃燒狀況的輔助調(diào)節(jié)是非常必要的。(4)風(fēng)耢的體積參數(shù)和粉體粒徑對燃燒至關(guān)重要。風(fēng)粉濃度控制在250g/m3左右,粉體粒徑為0.177mm時,燃燒充分,溫度高,結(jié)渣現(xiàn)象得到改善,且經(jīng)濟合理。(5)粉體燃燒模型可概括為三段式燃燒即點火和揮發(fā)分的析出、揮發(fā)分的燃燒和固定碳的回流燃燒。
2.4生物質(zhì)燃?xì)馊紵夹g(shù)
生物質(zhì)氣化是以農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物等為原料,在缺氧或無氧環(huán)境中通過熱化學(xué)反應(yīng)制取可燃性氣體的技術(shù)。農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物經(jīng)氣化爐產(chǎn)生的可燃性氣體通過凈化、儲存穩(wěn)壓和管道輸送,為用戶提供氣體燃料。目前生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要是農(nóng)村炊事用能和燃?xì)獍l(fā)電。對于直接供熱利用,雖有文字報道具備可行性,但具體技術(shù)設(shè)備還很少。生物質(zhì)燃?xì)夤崂玫年P(guān)鍵技術(shù)在于燃?xì)馊紵b置的開發(fā)。由于生物質(zhì)氣化技術(shù)的使用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它氣體燃料,使得該類氣體燃燒器的開發(fā)也相對落后。開發(fā)大負(fù)荷生物質(zhì)燃?xì)馊紵b置成為生物質(zhì)氣化技術(shù)向大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用發(fā)展的基本前提。
生物質(zhì)燃?xì)馐且环N特殊的燃?xì)。其特點是熱值較低而密度較大,其流量特性及燃燒特性有其自身的規(guī)律性,不同于一般的城市用燃?xì)。生物質(zhì)燃?xì)獬煞秩绫?所示。
氣體名稱 | H2 | CO | CH4 | C2H4 | C3H6 | CO2 | O2 | N2 |
體積百分比 | 13.0~19.0 | 18.6~19.8 | 1.8~4.0 | 0.2~0.76 | 0.1~0.14 | 10.6~12.2 | 1.6~1.9 | 44.1~52.2 |
根據(jù)上述生物質(zhì)燃?xì)馓匦,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的BCT-1型生物質(zhì)燃?xì)馊紵鞑捎霉娘L(fēng)擴散式燃燒,使用柴油作為點火介質(zhì),燃燒過程實現(xiàn)自動控制。該燃燒器適用于多種生物質(zhì)氣化燃?xì),試驗表明燃燒器在穩(wěn)定工作條件下燃燒效率為98%,煙氣CO含量小于1×10-6,各項性能指標(biāo)達(dá)到燃?xì)馊紵鞯幕疽。東北林業(yè)大學(xué)按照其燃燒特性設(shè)計出一種工業(yè)用的大功率生物質(zhì)燃?xì)馊紵。該燃燒器屬于低壓引射大氣式燃燒器,可用于工業(yè)直接供熱。該燃燒器燃燒充分,燃燒效率達(dá)到95%以上,符合燃?xì)馊紵鞯幕疽,熱?fù)荷達(dá)到900kW以上,高效節(jié)能、低污染、通用性好、易于點火、燃燒穩(wěn)定。該燃燒器功率大,可用于工業(yè)直接供熱,是一種大功率生物質(zhì)燃?xì)鈱S萌紵鳌?br /> 3、生物質(zhì)燃燒過程中的問題
在生物質(zhì)燃燒過程中,因生物質(zhì)含有較多的氯和堿性物質(zhì)(尤其是農(nóng)作物秸稈),燃燒時易在受熱面上形成沉積腐蝕問題,即生物質(zhì)在燃燒過程中,含有較多堿金屬等礦物質(zhì)成分的飛灰顆粒粘結(jié)在燃燒設(shè)備各部分受熱面上形成沉積,造成受熱面的沾污,繼而帶來受熱面的腐蝕問題。
對于秸稈燃燒過程中在燃燒設(shè)備受熱面上形成的沉積腐蝕問題,在國外,尤其是發(fā)達(dá)國家,如丹麥、美國等,由于這些國家對秸稈直接燃燒技術(shù)開發(fā)、利用較早,較先遇到這個問題,研究得較多;在發(fā)展中國家,這方面的工作開展得較晚,資料很少。
BaxterU41等研究了原生秸稈燃燒時形成的沉積,認(rèn)為沉積率在燃燒早期最大,然后會單調(diào)遞減。丹麥S.ren Knudsen K.Rlls]利用CDF模型分析后認(rèn)為:秸稈燃燒后所引起的積灰、結(jié)焦與燃燒器和化學(xué)反應(yīng)模式及燃燒過程中釋放的氣體和飛灰顆粒有關(guān)。B.M.JenkinsD61等通過試驗發(fā)現(xiàn),通過煤與生物質(zhì)共燃,可以大大降低生物質(zhì)燃燒帶來的熔渣和灰污問題,但是混和燃燒的比例還沒解決。宋鴻偉f17]認(rèn)為在燃燒過程中,硫元素可以被鈣元素捕捉,硫酸鈣是過熱器管表面灰顆粒的粘合劑,能夠加重積灰結(jié)渣的程度。為防止沉積腐蝕問題的發(fā)生,可以考慮如下措施:1)對生物質(zhì)燃料采用水洗法的預(yù)處理方式,這樣可有效去除生物質(zhì)(秸稈)中的堿金屬和氯;2)將添加劑與生物質(zhì)混燒,目前采用的添加劑有:煤、石灰石、AL:0。、Ca0、Mg0、白云土、高嶺土、硅藻士等;3)在受熱面的表面上噴涂耐腐蝕材料及采用吹灰、刮板法等機械方式。
4、生物質(zhì)燃燒技術(shù)的展望
為進(jìn)一步加快生物質(zhì)秸稈的利用步伐,各地政府也都出臺了相關(guān)扶持政策。生物質(zhì)秸稈利用研究已成為科研單位及企業(yè)科研攻關(guān)的熱點,其利用途徑主要包括:秸稈發(fā)酵、秸稈氣化及秸稈燃燒等利用途徑。其中秸稈發(fā)酵利用由于生產(chǎn)效率低、木質(zhì)素降解度低及溫度要求高、冬季無法利用等原因,已成為秸稈發(fā)酵利用的瓶頸,研究進(jìn)展緩慢;秸稈氣化雖然生產(chǎn)效率提高了,冬季也可以利用,但由于氣化的成分中主要成分是無色無味的劇毒氣體CO,安全隱患巨大,許多地方已經(jīng)禁止使用該技術(shù);而秸稈燃燒由于生產(chǎn)效率高,適應(yīng)性強等優(yōu)點,成為科研單位主要研究方向。但秸稈直接散燒,由于秸稈單位體積能量低,密度小( 20kg/m3~40kg/m3),散燒時費力費時,運輸不方便成本高等,限制了散燒的規(guī);瘧(yīng)用。秸稈成型燃料雖然單位體積能量高,但密度過大(密度可達(dá)800 kg/m3~1100kg/m3),再者由于生物質(zhì)秸稈經(jīng)過成型機壓縮成型時,要耗費大量的優(yōu)質(zhì)電力資源(90kW·h/~120kW·h/t),而且生產(chǎn)效率低(50kg/h~80kg/h)以及成型機成本和維修費用過高等問題,影響了秸稈成型燃料燃燒推廣應(yīng)用。而秸稈打捆整體捆燒技術(shù)是散燒和成型燃燒發(fā)展的必然產(chǎn)物,它摒棄了前兩者的不足,集兩者的優(yōu)點于一身,具有秸稈打捆密度適中(密度為90kg/ m3~1OOkg/ m3),耗電少( 30kW·h/t),與秸稈成型燃料相比每噸燃料可節(jié)省60一90度電,節(jié)約燃料費30~45元/t,同時生產(chǎn)效率高,燃燒效果好,易利用等優(yōu)點,成為秸稈燃燒利用技術(shù)的主要發(fā)展方向。
三門峽富通新能源銷售顆粒機、秸稈顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機等生物質(zhì)成型機械設(shè)備。