生物质燃烧技术的研究进展

生物质燃烧技术的研究进展

摘要：生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式。从影响生物质燃烧特性的因素出发，综述了生物质燃料组分、理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用，介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状，对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨，并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望。

生物质是指来源于生物有机体的材料，尤其是基于植物体的材料，包括大量的草本植物、淀粉、纤维素、木质素等。但目前生物质原料不仅仅局限于植物类的废弃物，还包括农林畜产品废弃物、食品加工产业废弃物、餐饮废弃物和城市有机生活垃圾等。生物质能是绿色植物通过光合作用将光能储存为生物有机体内的化学能，与煤相比，生物质能作为新兴能源，受到全世界越来越多的关注，主要因其具有如下特点：①生物质能是一种绿色能源，符合可再生、可持续利用能源的目标，成为当前最洁净的能源之一，对环境污染小，可以降低对传统化石能源的依赖性;②生物质能在成长过程中吸收环境中的CO2，在生命周期内可以实现CO2的零排放或零增长，降低使用化石燃料造成的温室气体排放量;③生物质中灰分比重低、含硫量少和挥发分含量高;④生物质种类繁多、来源广泛、总量丰富，且具有本土特性。

生物质能由于其在社会效益、环境效益和经济效益中的可持续发展而备受世界各方重视并得以大力推广。目前生物质能提供全球总量10%～15%的能源供应，是世界上排名第四的能源。在工业发达国家中，生物质能占到能源总量的9%～14%，而在发展中国家则更高，占到25%～30%，部分地区甚至高达50%～90%。但在这些国家中，大部分生物质能被当地低收入者用于炊事和供暖用能，商业化程度并不高，且热利用效率极低。

随着科技的进步，生物质能的转化利用形式也多种多样，改变了简单的直燃模式下利用效率低的缺点。当前生物质能转化的方式主要可以归结为：热裂解、气化、液化、超临界流体提取、厌氧消化、厌氧发酵、酸解、酶解和酯化降解等，但这些生物质转换技术由于成本、技术的成熟度和使用效率等方面的原因，难以大面积推广，生物质能的应用仍以直接燃烧为主。到目前为止，生物质燃烧所利用的能源约占全球生物质能利用的95%。为了提高热利用效率，如何对其燃烧利用技术进行深入地研究，已成为国内外各方相关人员普遍关注的问题。

1生物质燃烧特性的影响因素

生物质能是一种可再生且CO2零增长的能源来源。尽管生物质中氢、硫以

及着火温度等差别很小，但是生物质的结构、组分以及元素组成有着相当大的差异，这些对生物质燃烧具有很大的影响。生物质燃烧一般都是直接燃烧或者与煤进行混合燃烧。许多学者对生物质燃烧属性进行了研究，结果表明生物质燃烧特性受到生物质基本组分和组成元素、燃料的理化性质以及运行条件的影响。

1.1生物质燃料组分对生物质燃烧的影响

生物质与煤具有很多不同的地方，包括有机物和无机物成分，热值和物理属性等。氮、氯和灰分的含量对NOx排放、腐蚀和灰分沉积有直接影响。生物

质中挥发性物质、固定碳和灰分的含量是影响生物质燃烧质量的重要因素。半纤维素、纤维素和木质素含量是决定生物质热值的关键因素，生物质中木质素含量高，其热值也高。因此一般可将生物质分为含有木质素较多的林业废弃物生物质和含纤维素较多的农业生产废弃物两大类。挥发性物质的释放一般处于燃烧的起始阶段，影响生物质的燃烧速率和着火特性，它与微分热重曲线中的点火温度和最快燃烧速率有直接关系。生物质中灰分的含量会影响燃烧设备的使用寿命、设备维护成本以及烟气中污染物的排放量。生物质中水分含量较高，影响其燃烧过程中的热化学反应，降低炉膛内部温度，从而降低了灰分的熔融点，增加了灰分结渣结垢的不良影响。

Demirbas对24种生物质燃料的主要组成成分以及灰分含量进行了收集整理，为生物质能的燃烧利用提供了重要的数据和理论基础。Dare等利用ICP-MS以及DTA/TGA仪器对树皮废弃物和桉树的燃烧特性进行了研究，其燃烧过程的主要参数包括灰分的结垢结渣程度、灰分浸出特征、痕量元素(主要为As，B，Se，H g，Cl)和S的释放水平。

由于生物质中挥发分含量高，生物质燃料和产生的焦炭具有高的反应活性，使其成为一种重要的优质燃料。测定含碳物质的反应活性一般采用等温或者不等温热重技术，绘制失重曲线。一般都有水分蒸发、干燥，挥发分的释放，挥发分和焦油的燃烧3个阶段。生物质燃料焦炭的反应活性普遍要高于煤，这主要归结于生物质焦炭的多空以及无序的碳结构，可以提高氧气的接触面积。

1.2生物质燃料理化特性对生物质燃烧的影响

生物质燃料的理化性质主要包括燃料密度、粒径大小、主要元素含量、着火特性和易碎性以及热值等。与煤相比，生物质一般少C多O，Si和K含量较高，Al、Fe和S含量较低，热值低，水分含量高，密度和易脆性低。

林业废弃物生物质N和灰分的含量较低，农业类生物质N和灰分的含量则较高。灰分的含量以及灰分中元素的组成直接影响燃烧过程中产生的结焦结垢以

及灰分熔融等问题。小麦秸秆灰分中K2O和Cl的含量分别为20.0%和3.6%。热裂解后的焦炭可以通过水洗的方式去除K和残留的Cl。这样可以避免因K的存在而对锅炉造成损害。碱金属的存在会与S和Cl反应，从而对热化学转换系统不利，造成热交换器表面、汽轮机刃片的结垢和腐蚀，以及一些其他部件的损害。Demirbas对煤和生物质中的理化特性进行了比较，并对24种生物质燃料的主要元素以及灰分中的无机物的含量进行了定量分析，为生物质的混合燃烧提供了技术支撑。

生物质的密度比较低，约为500kg/m3，粒径较大，孔隙度较大。这些因素导致了单位质量生物质燃料的比表面积大，燃烧反应速度快等优点。尽管各种生物质间理化性质有较大差距，但是生物质的着火温度都相对集中，一般在177℃左右。

1.3运行条件对生物质燃烧的影响

Jenkins等对木柴和水稻秸秆进行了生物质燃烧试验，通过控制空燃比?(?= 1表示理论计算的空燃比，比值小于1表示燃料不足)可以调节NOx的排放量。结果显示，NOx的生成与HC的氧化同时进行。在富燃状态下，NOx化合物生成量减少，反之，其生成量则较高。这是由于在燃料中的C转化为CO快速反应消耗了大量的氧气，从而使得形成NOx所获的氧气量减少。另外，相关试验研究表明，在HC燃料中增加N元素的浓度可以降低燃料中的氮向NOx的转化。

生物质燃烧质量与生物质中挥发分的释放和燃烧有着重要的关系。挥发分的释放随着温度的升高而加剧。因此，为了使挥发分得到充分燃烧，需要获得足够的气相停留时间，以保证挥发分能够在燃烧室内得到有效燃烧，降低未燃气体在烟气中的含量，提高热效率。生物质燃料中N元素的转移与挥发分的释放有直接关系。79%～91%的N在燃料热裂解过程中随着挥发分进行释放。在较低的温度或者较短的气相停留时间里，燃料中的N倾向于滞留在焦炭中，形成富氮焦炭，热裂解产物挥发分N主要是NH3、HCN和HNCO等。NH3氧化形成N O，并根据化学当量比和燃料中N的浓度不同，与NO和其他含N物质转化形成N2。

燃烧炉内温度的高低，对生物质燃烧的热裂解以及挥发分的组分有着重要作用。高温可以促进热裂解过程，使生物质燃料中挥发分释放充分。在不同的温度范围内，生物质所释放的挥发分产物差异明显。生物质燃烧过程中空气的进入方式和流速的选择，影响生物质的燃烧状态，生物质流化床燃烧技术中，一次进风以及二次进风比例和流速对其燃烧效率影响明显。随着燃烧反应的进行，在燃烧炉上部会形成富燃状态，缺氧易导致燃烧不充分、增加污染物排放量的可能。

因此，对燃烧炉内进行二次进风调节可以有效防止富燃现象的发生，降低有害气体的排放。调节一次进风的流速，可以在增加氧气供应的同时，增加燃料与空气的接触面积，起到提高燃烧效率的作用。然而Menghini等认为尽管过量空气可

以促进反应进行和控制污染物的生成，但是必须与化学过程相结合进行合理控制，而且应该尽可能接近化学当量比，因为过量空气系数越小，热量损失也越少。

2生物质燃烧的动力学模型

随着计算流体力学和研究手段的不断发展，对生物质燃烧的研究已经不仅

仅局限于试验了。尤其是在生物质燃烧反应过程的模拟以及燃烧状态的数值计算方面，已经有了很多报道。通过物理模型和数学模型的简化，借助CFD软件的

相关算法，可以预测生物质燃烧反应过程和产物构成，有利于对生物质燃烧反应过程机理进行更深入的研究，并能指导生物质燃烧设备的设计，节约设计成本。

Fletcher等通过计算流体力学模拟流化床生物质气化炉的流场和反应过程，用数值计算方法计算传热传质过程，得出流场的状态方程，并对流场内的生物质颗粒燃烧轨迹进行模拟。该模拟结果表明大的体积流量与燃烧速率相关联，颗粒周围的速度场对气化反应过程的影响不大，停留时间对气化过程有较大影响。因此使用雷诺应力模型和κ-ε模型对反应过程进行模拟区别很小，但不燃烧情况下的模拟结果差异比较明显。

Jones等对小麦秸秆的燃烧特性进行了模拟分析，并与煤的燃烧模型进行比较。尽管秸秆燃烧的相对速率和反应阶段与煤差异较大，但使用煤燃烧的脱挥发分子模型FG-DVC可以精确地模拟生物质的脱挥发分过程。与煤相比，由于化

学结构对脱挥发分过程的影响较大，导致它们的燃烧特性差异明显。生物质脱挥发分过程更加迅速，挥发分(大部分是CO和H2)的产量更高，燃烬时间较短。

Edgardo等对生物质燃烧过程产生的衍生物和气相产物的化学动力学机理

进行的研究，是生物质燃烧过程模拟中惟一考虑生物质燃烧过程产生甲醇和含氮化合物的机理研究。结果表明，该模型与试验结果具有较好的一致性，甲醇的存在对生物质燃烧过程以及污染物排放的影响与轻碳氢化合物相似，但是也有很大的区别，因此在进行生物质燃烧模拟时，不能忽略它的作用。尽管化学动力学机理研究(DCK)是模拟燃烧过程气相化学的有效工具，可以预测燃烧效率和污染物的形成，但还是具有燃烧反应不清楚、化学反应级数不确定、智能计算能力有限等缺点。许多学者利用热重微分/热重曲线对生物质燃烧过程进行动力学模拟。

Jaakko等通过热重曲线对生物质混合燃烧进行了数值模拟，研究了组分对

混合燃烧的相互影响。Lo等利用热重分析仪进行等温试验，对58μm松木屑的

热分解过程进行模拟。Kastanaki等采用非等温热重分析对煤与生物质混合燃烧

的反应活性和动力学进行研究，利用纯燃料的活化能和反应级数，改变指前因子就可以对混合碳的燃烧进行模拟。混合焦炭燃烧的特性就可以通过指前因子的改变反映出来。为了更深入了解生物质燃烧中粒子的形成过程，SantiaGO等研究

了生物质与其他高硫燃料(如煤和焦炭)混合燃烧对颗粒物质释放的影响，建立了生物质燃烧细微粒子的形成过程模型。

3生物质燃烧中存在的主要问题

3.1锅炉结垢和附聚物的影响

生物质燃烧过程中会释放大量的烟气，随着温度的降低以及烟气管道的阻力作用，与灰分中的碱金属和Cl发生化学反应，形成具有腐蚀性的物质积累在散热器或

者炉壁管道上面，形成残留物。同时由于生物质中含有水分较多，导致生物质燃烧长期处于较低的温度范围内，在K和Cl的催化作用下，灰分的熔融点将降低，这样形成附聚物的可能性将大大提高。这些有害物质附着在设备管道等处，形成累积，降低了传热传质效率，同时腐蚀设备，降低了设备的使用寿命，增加了维护成本。对形成锅炉结垢和附聚物生成的控制还缺乏有效的方法，因此这已经成为生物质燃烧过程中亟待解决的技术难点。

3.2有害气体的排放

由于生物质生长环境的不同，导致生物体内发生了一些积聚现象，比如K

和Ca等的积聚，富含这些元素的生物质燃料进行燃烧时会产生一些化学反应，释放出一些有害物质。在生物质燃烧过程中形成的有害物质包括颗粒物质(烟灰，焦油)、CO、HC、N的氧化物(NOx，一般为NO和NO2)、S的氧化物(SOx，如SO2)。同时也释放一些酸性气体，如HCl等。这些有害气体很多都是由于不完

全燃烧所形成的，如CO和HC，包括挥发分有机物和多环芳香烃。通过调节当量比和控制燃料中的水分含量，可以控制这类物质的生成。NOx和HC结合的光化学反应形成臭氧，引发环境问题。颗粒物质包括煤烟灰、灰分、黏稠性气体(焦油)以及可吸入性物质。这些都会引发人的呼吸道疾病，对身体具有很大的危害。 Darvell等对控制有害气体排放量的相关措施做了详细的报道。

3.3碱金属和Cl元素的影响

生物质燃料中无机物的主要成分是K、Si、Ca和Mg，它们以氧化物、硫酸盐、磷酸盐以及碳酸盐的形式存在。Darvell等通过燃料中单位产能上碱金属氧化物

的含量，即碱金属指数(AI)来预测生物质燃烧灰分的结渣性能，AI=kg(K2O+Na

2O)/GJ。如果AI>0.34kg/GJ时，则表示很可能会出现灰分结渣。而另一个指标

酸比Rb/a(金属氧化物/酸性氧化物)则反映灰分熔点的变化，Rb/a升高，则灰分

熔点降低。这些都反映了生物质燃烧过程中碱金属所产生的负面影响，因此，通

过化学和物理的方法降低燃料中K和Na的含量有助于减少灰分结垢结渣的问题。Santiago等对实际工程和实验室燃烧炉内残渣的形成以及腐蚀性进行了研究，发现在相对较低的炉壁温度下，Cl加速了锅炉的腐蚀以及熔融残渣的形成。对生

物质燃烧过程中加入SO2气体形成富硫状态，可以降低粒子中Cl的含量。

4展望

生物质能源的利用开发已经受到了越来越多的重视，在能源短缺日益严重的形势下，生物质燃烧技术的应用将会变得更加广泛，但是就目前而言，大部分燃烧设备都是采用燃煤锅炉，缺乏有针对性的燃烧锅炉，因此，研究专门的生物质燃烧炉将是今后生物质能利用开发的主攻方向，攻克生物质燃烧过程中出现的设备腐蚀、灰分熔融以及污染物排放控制等技术难点将成为研究热点

生物质气化技术概述

生物质气化技术概述 1. 背景 生物质气化以木头等为原料，在氧气不充足情况下，加热使木头等生物质裂解产生合成天然气，再用合成天然气加热却暖或发电。生物质气化与传统的烧木头等方式加热不同，传统烧木头、秸秆等是在氧气充足情况下燃烧，而生物质气化是在氧气不充分情况下加热。 气化的基本定义为：不完全氧化的热化学反应过程，把含碳物质转化成一氧化碳、氢气、二氧化碳及碳氢化合物如甲烷等。反应温度一般大于700?C，一般在700－1000?C 间。 生物质气化主要过程如下： 生物质预处理后→进入气化炉→加氧气或水蒸气→燃烧气化→产生的气体出来除 焦油→气体冷却→气体净化（除硫化氢、除二氧化碳）→甲烷化→合成天然气（合成气）。 合成气在此作为加热及其他燃料驱动蒸汽机及发电机发电。合成气进一步加工，比如经过费－托反应可以生成液体生物柴油。此过程在二战时，被德国比较大规模地采用，弥补石化柴油不足。 如今，生物质气化的研究与应用主要以奥地利、芬兰、英国和德国为主要国家。 2. 生物质气化主要工艺 2.1生物质气化过程发生了如下反应：

1）水－气反应：C＋H2O＝H2+CO 2）还原反应：CO2+C=2CO 3）甲烷化：C+2H2=CH4 4）水－气转换反应：CO+H2O=CO2+H2 CO热值：12.64MJ/Nm3 H2热值：12.74~18.79MJ/Nm3 CH4热值：35.88~39.82MJ/Nm3 空气、氧气和水蒸气可作为气化媒介。但不同媒介对过程与结果有不同的影响。空气便宜，但产出气的热值低；氧气贵，产出气热值高；用水蒸气做媒介产生热值与氧气相当，但也耗费比较高的热能。 2.2 生物质气化炉类型 生物质气化炉主要分三种类型，但还6~有其他个性化炉子： 1. 固定／移动床气化炉 －向上排气炉（气体与原料对流） －向下排气炉（气体与原料同方向流动） －错流移动床 2. 流化床气化炉 －循环流化床 －气泡流化床 －气流床（携带床，Entrained flow bed)

生物质锅炉使用说明书文档

YG-48/9.2-T型锅炉 使用说明书 图号：38300-0-0 编号：383800 SSM 编制： 校对： 审核： 标审： 审定： 济南锅炉集团有限公司 2007年4月

目录 一、概述 二、锅炉机组启动应具备的条件 三、锅炉机组启动前的检查与准备 四、锅炉机组启动 1、锅炉通风 2、锅炉冷启动 3、锅炉热启动 4、锅炉的升压操作 五、启动要求及注意事项 六、锅炉运行 1、锅炉正常运行 2、生物质点火的调节 七、停炉 1、正常停炉 2、紧急停炉 3、临时停炉 4、锅炉保温 5、锅炉疏水 八、停炉保护 九、故障处理 1、锅炉系统的停炉瓮中保护 2、低压循环系统的停炉保护 3、烟气系统的停炉保护 4、各部件的停炉保护 十、启动中的组织与分工 十一、检验及维护保养

一、前言 本锅炉是采用国外先进的生物燃料燃烧技术的48T/H振动炉排高温高汽锅炉。锅炉为高温、高压参数自然循环炉，单锅筒、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。 锅炉安装完毕后的首次启动，是对锅炉整套系统设计、安装的一次全面检查，通过试运，暴露和消除设备的缺陷和问题，为机组投产做好准备，通过启动如烘炉、煮炉、吹管等，使运行人员通过操作设备，熟悉系统，积累经验，检验各种连锁保护、自动系统投入率，同时也是结燃烧系统、给料、除尘、除渣、辅机等的一次运行考核。在整定安全阀等工作结束后，转入七十二小时试运。 本说明书主要是根据生物质燃料锅炉燃烧特点提出的特殊要求。锅炉的水、汽、电气等控制，按有关规定执行。 二、锅炉机组启动应具备的条件 1、试运的现场条件 （1）场地基本平整，消防、交通及人行道路畅通。厂房各层场面起码应做好粗地面，最好使用正式地面，试运现场应有明显标志和分界，危险区应有围栏和警告标 志。 （2）试运区施工脚手架全部拆除，现场清扫干净，保证运行安全操作。 （3）试运区的梯子、步道、栏杆、护板应按安装完毕，正式投入使用。 （4）排水沟道畅通、沟道及孔洞盖板齐全。 （5）试运范围的工业、消防及生活用水系统应能够投入正常使用，并备有足够的消防器材。 （6）试运现场具有充足的正式照明。事故照明应能在故障时及时自动投入。 （7）各运行岗位都应有正式的通讯装置。根据试运要求增设临时岗位，并应有可靠的通讯连络设施。 （8）要加强锅炉房内的防冻措施。 （9）要保证料仓及其他建筑物的通风。 2、下列系统中的设备、管道、阀门等安装完毕，保温完成。 锅炉范围内管道、汽水系统、疏放水、放汽系统、加药系统、辅用蒸汽系统、排污系统。 3、下列设备经调试合格 （1）送风机、引风机经调试结束并符合要求。 （2）热工测量、控制和保护系统的调试已符合点火要求。 （3）锅炉安全系统必须满足安全点火、运行的条件，所有旁路上的安全系统必须注明。如果安全系统不满足运行，DCS系统能够自动停止锅炉运行。 4、组织机构、人员配备和技术文件准备 （1）电厂应按试运方案措施，配备各岗位的运行人员及试验人员。并有明确的岗位责任制，运行操作人员应培训合格，并能胜任本岗位的运行操作和故障处理。 （2）施工单位应根据试运方案措施要求，配备足够的维修人员，并有明确的岗位责任制。维护检修人员应了解所在岗位的设备（系统）性能，并能在统一指挥下 胜任检修工作，不发生设备、人身事故和中断试运工作。 （3）施工单位应备齐参加试运设备（系统）的安装验收签证和分部试运记录。 （4）施工单位编制的调整试运方案措施，经试运指挥部审定后，应打印完毕，并分

生物质能发电技术与装备

生物质能发电技术与装备 序言 能源是国民经济重要的基础产业，是人类生产和生活必需的基本物质保障。目前，能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源，化石能源资源的有限性和化石能源开发利用过程中引起的环境问题，对经济和社会的可持续发展产生了严重的制约。我国已成为能源生产和消费大国，在全国建设小康社会的进程中，如何改善能源结构，保障能源安全，减少环境污染，促进经济和社会的可持续发展，是我国面临的一个重大战略问题。 生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年净光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐节将能量和碳素释放，放回自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放出大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了环境和全球气候恶化。 通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物智能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。 一、生物质 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 二、生物质能 生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、

生物质颗粒燃料及气化燃烧锅炉解读

４８套降至０套；控制点由３２８个降至６个。占地最省：降低３０％。布置最灵活：进出风口均可３６０。转动。 典型规模南京华新瑞实业有限公司转炉厂２×１８ｔ．转 炉除尘系统。 主要技术指标 烟气捕集率／＞９５％；烟气排放浓度 ，＜５０ｍｇ／ｍ３（国家标准１５０ｍｇ／ｍ３）ｌ除尘效率９８％；岗位粉尘一＜１０ｍｇ／ｍ３（扣除本底值）。 主要设备及运行管理 一、主要设备离线回转脉冲除尘器。 二、运行管理 实行专业化管理，设备运行稳定、可靠，管理简单方便。 投资效益 一、投资情况（以南京华新瑞实业有限公司转炉厂 ２×１ ８ｔ转炉除尘系统为例）总投资２９９万元，其中设备投资２０５万元，主体设备寿命１０ａｌ运行费用１７０万元／ａ。 二、经济效益可回收废灰８００ｔ／ａ，每年产生５万元效益。

三、环境效益烟尘总量从应用前的１７３．９ｋｇ／ｈ锐减至３．３ｋｇ／ｈ，削减率达９８％以上，改善了作业环境，提高了区域大气环境质量，无二次污染。 该技术被中国环境保护产业协会评为２００６年国家重点环境保护实用技术（Ａ类）。 生物质“颗粒＂燃料及气化燃烧锅炉 率鬻分类鸯：ＴＫ２２９．９２ 文献檬恚码：Ｅ ＂ＰａｒｔｉＣＵｌａ—ＦｕｅＩｏｆ Ｂｉｏｍａｓｉ ｓ ＥｎｅｒｇｙａｎｄＢｕｒｎｉｎｇＢＩ ｏｉｉ｜｜ｌｅｒ ＯｆＧａｓｉｆｌ。ｃａｔｉｏｎ 由大连鑫宝生物质能有限公司开发的生物质能“颗 粒”燃料及气化燃烧锅炉，适用于生物质“颗粒”燃料及颗粒加工的机械设备和自动生产线。 主要技术内容 一、基本原理采用高密度的压缩成型的生物质作为锅炉的燃料，燃用过程相对稳定，可以改善需氧量大幅度的波动；燃用生物质“颗粒”的锅炉在保证充分

生物质气化制氢

生物质气化制氢 Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院 专业: 环境工程 姓名: 陈健 学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授

2013 年 12 月

摘要 在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。 本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。 关键词：生物质；气化；制氢。

Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.

炉排炉和循环流化床锅炉生物质发电技术比较(初稿)

生物质发电锅炉技术比较 1.技术比较 生物质锅炉主要有水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉,现将它们的部分性能对比如下： 1)应用情况： 水冷振动炉排炉在国内外均有成熟的长期运行经验，使用数量最多，市场占有率高，生产、安装、调试、运营的经验均较其它炉型丰富。中国第一座生物质发电厂-单县生物质发电厂即采用我公司的源自丹麦的水冷振动炉排炉技术。 而循环流化床锅炉最早是为解决燃煤机组烟气炉内脱硫的问题而在中国采用，虽然近年开始尝试用于生物质发电，但基于未解决的技术问题较多，且CDM指标难申请等因素，还未能广泛应用。 2)燃料适应性： DPCT水冷振动炉排炉，较好的结合了国外先进技术和中国燃料的实际状况，可以适应多达60多种的农林废弃物，既可纯烧某种燃料，也可掺烧多种燃料。在燃料水分高达40%时亦可稳定燃烧。 循环流化床仅适用于燃料粒径和密度差别不大的燃料，对燃料的要求较为苛刻。 3)燃料预处理： DPCT水冷振动炉排炉基本无需燃料预处理系统。 而循环流化床燃烧炉对燃料预处理要求较高，对燃料粒径具有较严格

要求，需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理，使其尺寸、状况均一化，入炉秸秆尺寸一般要求为150到200mm，该部分投资费用较高。 4)磨损情况： 炉排炉中由于秸秆燃烧过程均发生在炉排表面上，炉排相对较长，炉型较大，磨损较轻； 循环流化床炉的布风板、周围水冷壁及后面尾部受热面和炉墙的磨损严重。 5)安装方案： 焊口比较少：水冷振动炉排锅炉，以德普新源公司的产品为例，省煤器和烟冷器都是模块化的，三四级过热器都是直接跟小集箱焊接在一起的。 水冷振动炉排锅炉，以德普新源公司的产品为例，安装方式是底部支撑的，从下往上安装的。CFB锅炉是吊装的，从上往下安装的，难度较大。 表一： 优缺点比较

生物质直接燃烧技术

生物质直接燃烧技术 、引言 目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。 、生物质燃烧的特性 了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。 由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低； 3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小， 尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。 三、生物质燃料直接燃烧技术 直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。 目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种： 3.1 生物质直接燃烧流化床技术 采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。 生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可

生物质气化发电

一生物质气化合成气与煤混合燃烧发电技术 间接混合燃烧是先把生物质气化为清洁的可燃气体，然后与煤粉混燃。 在欧洲，生物质与煤间接混合燃烧技术目前已进入商业化运行，技术上被认为是相当成熟。例如，位于奥地利Styria的Zeltweg电厂，采用循环流化床技术，以空气为气化剂气化木柴，产生可燃气体输入锅炉的燃烧室和烟煤一起燃烧，超过5000t 的生物质被气化和燃烧，目前系统运行效果良好。此外，芬兰的Lahti 电站与荷兰的Amer电站的9号机组，均是生物质与煤间接混燃技术成功运用的案例。 目前国内已建的生物质电厂主要以生物质直接燃烧发电和并联燃烧发电为主。气化混燃电厂大多还处在示范工程研究阶段。在气化混燃电厂中，从气化炉中产出的生物质气是由N2、CO、CO2、CH4、C2H2-6、H2 和H2O 组成的混合气体，其中N2 占到50%。生物质气的热值决定于给料的水分含量。 与其它混燃技术相比，生物质间接混燃具有生物质燃料适用范围广的优点，同时基于气化的混燃能够避免直燃过程中燃料处理、燃料输送等带来的问题、还可缓解锅炉结渣等问题。另外，采用这种方法，使得煤灰和生物质灰分开了，煤灰成分不受影响。 生物质与煤间接混燃技术可以应用于现有不同容量的电站燃煤锅炉，并且对现有锅炉的改动很小，运行灵活性较高。目前，我国的生物质储量巨大，国内许多小型火电厂效率低、污染严重，可以通过增加生物质气化系统实现生物质气与煤混合燃烧，既可以大规模地处理富余的生物质资源，又可以与我国现有的小型燃煤电站的改造结合起来，非常符合我国的国情。 二国内外生物质整体气化联合循环发电 2.1国外生物质整体气化联合循环发电示范项目介绍 2.1.1 美国Battelle 美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位。美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平，生产一种中热值气体，不需要制氧装置，此工艺使用两个实际上分开的反应器：①气化反应器，在其中生物质转化成中热值气体和残炭； ②燃烧反应器，燃烧残炭并为气化反应供热。两个反应器之间的热交换载体由气化炉和燃烧室之间的循环沙粒完成。表1 给出了Battelle示范电厂气化炉的产气组分和热值，图1的工艺流程图则表明了两个反应器以及它们在整个气化工艺中的配合情况。 这种Battelle/FERCO工艺与传统的气化工艺不同，它充分利用了生物质原料固有的高反应特性。生物质的气化强度超过146000kg/ h·m2，而其他气化系统的气化强度通常小于1000 kg/h·m2。Battelle 气化工艺的商业规模示范建在弗蒙特州的柏林顿McNeil电站，该项目的一期工程，用Battelle技术建造日产200吨燃料气的气化炉，在初始阶段生产的燃料气用于现有的McNeil电站锅炉。二期工程，将安装一台燃气轮机来接受从气化炉来的高温燃气，组成联合循环。该气化设备于1998年完成安装并投入运行。 表 1 Battelle示范电厂气化炉产气组分和热值 气体组分（%） 热值(MJ/m3) CO H2 CH4 CO2 C2H4 C2H6

生物质锅炉燃烧调整的方法

生物质锅炉燃烧调整的方法 01 一、锅炉燃烧调整的方法 1.生物质在振动炉排上的燃烧过程 生物质的燃烧通常可以分为三个阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。生物质在振动炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，这可以与振动炉排的高、中和低端相对应。根据各区的燃烧特点，各区需要的风量有差别，预热干燥区和燃尽区的风量少一些，燃烧区的风量要大一些。燃料颗粒在振动炉排锅炉中燃烧可以分为两种类型：颗粒大的在炉排上燃烧，在气力播撒的过程中，颗粒特别小的在炉排上部空间发生 悬浮燃烧。 2.生物质在炉排上完全燃烧的条件 炉内良好燃烧的标志就是在炉内不结渣的前提下，尽可能接近完全燃烧，同时保证较快的 燃烧速度，得到最高的燃烧效率。 （1）供应充足而有合适的空气量 如果过量空气系数过小，即空气量供应不足，会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3，使燃烧效率降低；如果过量空气系数过大，则会降低炉膛温度，增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2+q3+q4之和为最小值。 （2）适当提高炉温 根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应速度与温度成指数关系。在保证炉膛不结渣的前提下，尽 量提高炉膛温度。 （3）炉膛内良好的扰动和混合 在着火和燃烧阶段，要保证空气和燃料的充分混合，在燃尽阶段，要加强扰动混合。 （4）燃料在炉排上和炉膛中有足够的停留时间 （5）保持合理的火焰前沿位置。火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域，火焰 在炉排上的充满度好。 3.振动炉排锅炉的燃烧调整方法 （1）调整振动炉排的振动频率和振动周期（振动时间和停止时间） 振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，最佳的振动频率是通过观察低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度来决定的。当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整，振动频率一般不进行调整。 振动炉排的频率应该由下面两个因素来决定：其一是低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度，应该维持在5～10cm；其二是在一定振动频率下，不能使炉膛负压发生剧烈变化；其三是检测1号捞渣机出口的灰渣含碳量，正常的含碳量应该为5～10％。（在enkoping电厂，正常情况下，飞灰的含碳量为1～2％；灰渣的含碳量为5～10%。）。根据调整试验得出：振 动炉排的频率应该为40～45赫兹。 炉排的振动时间决定燃料颗粒在炉排上的行走速度（或每一振动周期内燃料在炉排上的行

生物质发电主要形式

生物质发电主要形式 一、直接燃烧发电 生物质直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。生物质直接燃烧发电技术主要采用固定床或流化床燃烧，固定床燃烧对生物质原料的预处理要求较低，生物质经过简单处理甚至无需处理就可没入炉排炉内燃烧。流化床燃烧要求将大块的生物质原料预先粉碎至易于刘华的粒度，其燃烧效率和强度都比固定床高。 二、混合燃料发电 生物质还可以与煤混合作为燃料发电，称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有三种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧，该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高，不是所有燃煤发电厂都能采用；一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧，这种混合燃烧系统中燃烧，产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。混合燃烧方式对生物质原料预处理的要求都较高，在技术方面，混合燃烧发电一般是通过改造现有的燃煤电厂实现的，只需在厂内增加储存和加工生物质燃料的设备和系统，同时对原有燃煤锅炉燃烧系统进行适当改造。 三、气化发电 生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料，经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证发电设备的正常运行。 生物质气化发电可以分为内燃烧机发电、然汽轮机发电、燃气-蒸汽联合循环发电系统和燃料电池发电系统等。内燃机一般由柴油机或天然气机改造而成，以适应生物质燃气热值较低的要求；燃气轮机适用于燃烧高杂志、低热值并且规模较大的生物质燃气；燃气-蒸汽联合循环发电可以提高系统发电效率；燃料电池发电是在一定条件下使燃料和氧化剂发生化学反应，将化学能转换为电能和热能的过程，燃料电池本体的发电效率高，热电联产的总热效率可达80%以上， 四、沼气发电

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与应用(新版)

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与应用(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0245

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与 应用(新版) 摘要：近年来，随着我国社会的不断发展和进步，人们对于能源的需求程度也有了显著提升，能源的过度浪费不仅会造成大量不可再生资源的枯竭，而且对环境问题也会造成一定的影响，能源过度浪费问题已经成为制约能源进一步应用的主要阻碍。在可再生能源中，生物质由于具有诸多优质特性，因此具有较好的发展前景，这是因为化石能源是由生物质发展衍变而来的，通过一系列的化合反应最终变成能源，生物质能源在我国有着极为丰富的储存，现在每年农村中的生物质量约3.25亿吨。近些年以来，生物质发电已经作为我国最大的环保项目在发电过程中加以应用，本文将对生物质发电锅炉燃烧控制系统进行详细论述。 关键词：生物质发电；锅炉；控制系统

绪论：生物质发电作为现阶段我国所主要推行的项目，不仅能够有效解决秸秆等物质燃烧所带来的环境破坏问题，在减少燃烧气体排放的同时能够有效遏制温室效应的产生，而且对发电技术的进一步应用具有强有力的推动作用。目前，国能生物集团在生物质能开发利用方面卓有成效，利用生物质直燃烧方式进行生物质能发电。 1.生物质直燃发电的基本原理 生物质燃烧的原料就是桔梗、树皮。将桔梗、树皮送入锅炉的炉膛中燃烧。桔梗、树皮燃烧后生成的灰道，其中大的灰子会因自重从气流中分离出来，沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态遗，最后由排渣装置排入灰法沟，再由灰遗泵送到灰渣场大量的细小的灰粒则随烟气带走，经除尘器分离后也送到灰渣沟。 空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热，预热后的热空气，经过风道部分送入科仓作干燥以及送料粉，另部分直接引至燃烧器进入护膛。燃烧生成的高温烟气，高温烟气加热过热器中的水蒸气，形成过热蒸汽，后续烟气在引风机的作用下经过省煤器和空预热器，同时逐步将烟气的热能传给水和空气，自身变成低温烟气，经除尘

生物质发电技术论文

生物质发电技术论文 摘要：生物质能作为可再生的清洁能源，将其用于发电，不仅可以解决日趋增大我国的供电需求、能源缺乏及环境污染等问题，同时可以有利于解决三农问题，提高农民收入，具有广阔的应用前景。 前言 在社会经济和科学技术飞速发展的推动下，人们对能源需求量也日趋增大，而不可再生能源有限，能源衰竭和环境污染成为世界各国面临的主要生存危机[1]。探寻安全环保无污染的、可再生的替代性新型能源是当今社会研究的热门课题之一。在这些新型的清洁能源中，太阳能、风能及水能由于受到时间、季节及地理位置等自然条件的影响，其不稳定性很大程度阻碍了其发展[2]。 生物质可再生能源总量巨大；环境友好，与煤炭石油相比，生物质资源的硫、氮含量低，对环境污染小，二氧化碳即排放量近似为0；其开发利用能与传统化石燃料具有很好的兼容性。生物质能源由于具有可再生、绿色环保及良好的兼容性（煤粉炉共燃生物质技术）等特点，有望替代传统的化石燃料发电（火力发电），因此生物质发电技术的研究受到人们极大的关注。我国生物质资源丰富，人口众多耗电量大，然而我国生物质发电技术仍处于起步阶段，因此开发生物质能发电的技术对我国供电、节能减排及可持续发展都有深远的意义。 1生物质发电技术的研究现状 生物质发电技术是采用燃烧、气化及发酵等方式将生物质资源转化为电能的一种技术，作为新型的可替代型新能源，生物质发电技术引起全世界人们的关注及研究。生物质发电是分布式发电系统，能很好的解决供电的质量及安全，也可以解决传统单一供电的各种弊端。 国外发达国家生物质发电技术发展起步较早、发展较快，生物质能在这些国家的总能耗迅速增加。欧洲是生物质发电技术的发源地，而且发展迅速，新技术不断出现，并向其他国家提供了技术及生产设备上的支持。美国后来居上，目前在生物质发电技术处于世界领先地位，生物质发电站有1000多家，装机容量（2010年，13000MW）及年发量世界之最。 我国对生物质发电技术研究起步较晚，直到1987年，我国才开始尝试利用生物质（甜菜渣或蔗渣）发电。目前全国已建成投产的和在建的生物质发电厂还不到50家，大规模的生物质发电厂就更少了，装机容量约为550MW（2010年）。目前，

生物质直接燃烧技术

生物质直接燃烧技术 一、引言 目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。 二、生物质燃烧的特性 了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。 由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低；（3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小，尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。 三、生物质燃料直接燃烧技术 直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。 目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种：

3.1生物质直接燃烧流化床技术 采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。 生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可燃气体和固体颗粒进一步燃尽，同时可以将烟气中所携带的飞灰、床料分离下来，减轻尾部受热面和除尘设备的磨损。现在我国部分锅炉厂家与高等院校合作，已开发出甘蔗渣、稻壳、果穗、木屑等生物废料的流化床锅炉，并取得成功运行。 3.2生物质直接燃烧层燃技术 生物质直接燃烧层燃技术使用的燃料主要可分为农林业废弃物及城市生活垃圾，由于这两种生物质燃料的燃烧特点不同，因此，所设计的层燃锅炉结构也有所不同。 3.2.1农林业废弃物焚烧技术 一般农林业废弃物的挥发物含量高，析出速度快，着火迅速，而固定碳的燃烧则比较慢，因此对于此类锅炉的设计主要采用采用风力吹送的炉内悬浮燃烧加层燃的燃烧方式。农林业废弃物进入喷料装置，依靠高速喷料风喷射到炉膛内，调节喷料风量的大小和导向板的角度以改变草渣落入

生物质蒸汽锅炉燃烧方式及锅炉运行问题总结

生物质蒸汽锅炉燃烧方式及锅炉运行问题总结小容量生物质锅炉多采用层燃燃烧方式，即所谓的火床燃烧方式，一般用于工业生产或生活采暖等。有水管式也有火管式。由于压力较低，蒸发需要的热量（汽化热）占70%～92%。因此水冷壁与锅炉管束基本上都是蒸发受热面，有时只在尾部装有铸铁式省煤器以加热给水，同时降低排烟温度，提高锅炉效率。个别情况下也布置过热器以满足生产工艺的要求。 国内生产的容量为10～20t/h的燃煤工业生物质锅炉，大多数为双横锅筒水管生物质锅炉。气温有194℃（饱和温度）及300℃两种，汽压为，1.275MPa，给水温度为60～105℃，热空气温度为150～160℃，锅炉效率为75%（无烟煤）及78%（烟煤）左右。水冷壁及对流锅炉管束均为602×3㎜无缝钢管。如有过热器，则不知在第一管束之后。有铸铁（或钢管）省煤器和管式空气预热器。燃烧设备可采用鳞片式链条炉排。锅炉管束、过热器及省煤器都装有蒸汽吹灰装置。 蔗渣生物质蒸汽锅炉额定蒸发量为85t/h,过热出口压力为3.8MPa（表压），过热蒸汽出口温度为450℃，锅筒压力为4.2MPa（表压），给水温度为105℃。锅炉为室外布置，自然循环单锅筒锅炉，采用II型布置，炉膛部分悬吊，尾部烟道支承。炉膛前墙下布置喷渣口，辅以固定炉排组织燃烧，利用蒸汽除渣。过热器分两级布置，高温过热器和低温过热器之间布置面式减温器，省煤器分上下级，空气预热器为单级布置。 炉膛燃烧区域，下部前起墙沿宽度方向布置有4只蔗渣喷燃器，蔗渣燃烧室呈长方形断面，布置有前拱和后拱，前拱以下的炉内区域敷设卫燃带。 燃烧区域加前拱、后拱和敷卫燃带有较高的热负荷有利于蔗渣的着火和燃烧。蔗渣喷口距炉排高度约3m，甘蔗渣有气力喷播方向送入炉膛中，利用高度差使蔗渣在生物质蒸汽锅炉内飞行的路程中受到热烟气极为有效的加热，蔗渣中的水分基本被烤干，部分落在炉排燃烧层上很快滴燃烧。大部分的蔗渣在烟气及空气的托浮下，在炉内悬浮燃烧。炉膛从炉排到顶棚的距离约24m，有足够的高度保证蔗渣充分燃尽。 炉膛水冷壁为膜式壁结构，水冷系统所用的材质均为20号钢。过热器布置在水平烟道中，由棚顶过热器，一级过热器和二级过热器组成。顶棚管和二级过热器蛇形管材质均为20号钢，二级过热器内蒸汽与烟气成逆向混合流动，二级过热器出口引入面式减温器，蒸汽经减温后引入一级过热器，蒸汽与烟气成逆顺混合流动。前半段高温部分为错列顺流，后半段温度较低的部分为顺列逆流，所用管子材质20号钢。过热蒸汽的调温方式采用面式减温器，减温器位于二级过热器与一级过热器之间，减温水为锅炉给水。 省煤器布置在生物质蒸汽锅炉尾部竖井中，分为两级，每级各有2组蛇形管束，共有4组蛇形管束，给水从省煤器下集箱引入，经下级省煤器管束后引到中间集箱，再从中间集箱引入上级省煤器蛇形管，然后到省煤器出口集箱。 空气预热器为单级布置，共有4组集箱，4个流程，每组管箱由4只管道组成。烟气在管内纵向冲刷，空气在管外横向冲刷，在每个管箱的入口处还装有防磨套管。 锅炉运行问题总结： 什么是锅炉？什么是锅炉机组？ 锅炉是利用燃料燃烧所释放的热能或其它热能，加热给水或其它工质，以获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其它工质的设备。 锅炉机组包括：锅炉本体，锅炉范围内管道，输送烟、风和燃料的管道及附属设备，测量仪表和其它锅炉附属机械等。 什么是锅炉容量？

生物质发电技术

生物质发电技术 1．概述 我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过7.2亿t，其中6.04亿t可作能源使用。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源，如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h，年发电量为4500亿kWh。秸秆为低碳燃料，且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低，是一种较为“清洁”的燃料，在有效的排污保护措施下发展秸秆发电，会大大地改善环境质量，对环境保护非常有利。在农村推广实施秸秆发电技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要意义。 1.1 我国利用秸秆发电的市场分析 目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用，已引起世界各国政府和科学家的关注。它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，我国生物质能发电装机容量要超过：300万kw。因此，从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展，加快了技术商业化的进程。随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高，既有经济、社会效益，又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。 根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政策，秸秆发电厂所发电量由电网全额收购；上网电价经当地省政府价格主管部门按现行电价政策提出上报国家发展和改革委员会核批后，一般在0.50～0.60元左右；进口设备的关税和进口环节增值税全免，同时，各地方省市还因地制宜地制定了其它的补贴政策。这些政策的出台为秸秆发电在农村的推广利用提供了有力的保障。可以预见，在我国农村推广生物质能秸秆发电技术市场广阔，前景光明。2．生物质秸秆发电秸秆燃烧方式： 2.1秸秆直接燃烧发电 直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能。 秸秆直接燃烧发电技术已基本成熟，进入推广阶段，这种技术在规模化情况下，效率较高，单位投资也较合理；但受原料供应及工艺限制，发电规模不宜过大，一般不超过30MW。 2.2 秸秆混燃发电 混合燃烧发电包括：直接混合燃烧发电、间接混合燃烧发电和并联混合燃烧发电，其中直接混合燃烧发电是主要的应用方式。直接混合燃烧发电是将秸秆燃料与化石燃烧在同一锅炉内混合燃烧产生蒸汽，带动汽轮机发电。 2.3 气化发电 气化发电是在气化炉中将秸秆原料气化，生成可燃气体，经过净化，供给内燃机或小型燃气轮机，带动发电机发电。一般规模较小，多数不大于6MW。 3. 生物质能秸秆发电的工艺流程 3.1 秸秆的处理、输送和燃烧 发电厂内建设独立的秸秆仓库，秸秆要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25％，则为不合格。在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内，可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分，该探测器能存储99组测量值，测量完所有秸秆捆之后，测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。 货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆包放在

生物质能直接燃烧技术

生物质直接燃烧技术的发展研究 摘要：随着能源危机和环境问题的日益严重，人们不断致力于开发研究低污染、可再生的新能源。在众多的可再生能源中，生物质能是一种储量丰富、清洁方便的绿色可再生能源，具有极大的开发潜力。为了大力开发利用生物质资源，分析比较了国内外生物质直接燃烧技术发展现状，提出应根据生物质燃料的燃烧特性，开发相应的燃烧技术和燃烧设备，以实现生物质资源的大规模集中高效利用。关键词：生物质；燃烧；锅炉 众所周知，人类的生存和发展离不开能源。随着世界能源需求量的迅猛增长，以煤、石油、天然气为代表的常规能源将最终被开采殆尽，同时大量使用这些化石燃料会导致一系列严重的环境污染问题。因此，大力提高能源的利用效率，以高新技术开发低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然气等不可再生能源，是解决能源危机和环境问题的重要途径。在众多的可再生能源中，生物质能以其资源储量丰富、清洁方便和可再生的特点，具有极大的开发潜力。 生物质能是指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，其主要来源是：农林废弃物、工业废水和废渣、城市生活垃圾以及人畜粪便等。目前，生物质的开发利用技术主要包括生物质的固化、气化、液化，以及生物质直接燃烧。国外许多国家都相继制定了各自的生物质能源研究开发计划，如美国的能源农场、日本的阳光计划、巴西的酒精能源计划以及印度的绿色能源工程等。就我国的基本国情和生物质利用开发水平而言，生物质直接燃烧技术无疑是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。 1生物质燃料的燃烧特性 研究生物质燃料的组成成分，掌握其燃烧特性，有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。从对生物质燃料特性的研究中可以发现，生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异，如表1所示。由于生物质燃料特性与化石燃料不同，从而导致了生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成分与化石燃料相比也都存在较大差别，表现出不同于化石燃料的燃烧特性。生物质

生物质气化技术

生物质气化技术 一、常见生物质气化炉类型 1、生物质气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和 流化床气化两种。固定床气化炉是将切碎的生物质原料由 炉子顶部加料口投入固定床气化炉中，物料在炉内基本上 是按层次地进行气化反应。反应产生的气体在炉内的流动 要靠风机来实现，安装在燃气出口一侧的风机是引风机， 它靠抽力（在炉内形成负压）实现炉内气体的流动；靠压 力将空气送入炉中的风机是鼓风机。固定床气化炉的炉内 反应速度较慢。按气体在炉内流动方向，可将固定床气化 炉分为下流式（下吸式）、上流式（上吸式）、横流式（横 吸式）和开心式四种类型。 a、 下流式固定床气化炉示意

气固呈顺向流动。运行时物料由上部储料仓向下移动，边移动边进行干燥与热分解的过程。在经过缩嘴时，与喷进的空气发生燃烧反应，剩余的炭落入缩嘴下方，与气流中的CO2, 和水蒸气发生反应产生CO 和H2。可以看出，下吸式气化炉中的缩嘴延长了气相停留时间，使焦油经高温区裂解，因而气体中的焦油含量比较少；同时，物料中的水分参加反应，使产品气中的H2含量增加。 b、 上流式固定床气化炉示意 气固呈逆向流动。在运行过程中湿物料从顶部加入后被上升的热气流干燥而将水蒸气带走，干燥后的原料继续下降并经热气流加热而迅速发生热分解反应。物料中的挥发分被释放，剩余的炭继续下降时与上升的CO2及水蒸气发生反应产生CO和H2。在底部，余下的炭在空气中燃烧，放出热量，为整个气化过程供热。由图2 , 可见，上吸式气化炉具有结构简单，操作可行性强的优点，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少 横流式固定床气化炉示意

生物质锅炉调整下怎么燃烧

生物质锅炉调整下燃烧的方法 一、锅炉燃烧调整的方法 1.生物质在振动炉排上的燃烧过程 生物质的燃烧通常可以分为三个阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。生物质在振动炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，这可以与振动炉排的高、中和低端相对应。根据各区的燃烧特点，各区需要的风量有差别，预热干燥区和燃尽区的风量少一些，燃烧区的风量要大一些。燃料颗粒在振动炉排锅炉中燃烧可以分为两种类型：颗粒大的在炉排上燃烧，在气力播撒的过程中，颗粒特别小的在炉排上部空间发生悬浮燃烧。 2.生物质在炉排上完全燃烧的条件 炉内良好燃烧的标志就是在炉内不结渣的前提下，尽可能接近完全燃烧，同时保证较快的燃烧速度，得到最高的燃烧效率。 （1）供应充足而有合适的空气量 如果过量空气系数过小，即空气量供应不足，会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3，

使燃烧效率降低；如果过量空气系数过大，则会降低炉膛温度，增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2+q3+q4之和为最小值。 （2）适当提高炉温 根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应速度与温度成指数关系。在保证炉膛不结渣的前提下，尽量提高炉膛温度。 （3）炉膛内良好的扰动和混合 在着火和燃烧阶段，要保证空气和燃料的充分混合，在燃尽阶段，要加强扰动混合。 （4）燃料在炉排上和炉膛中有足够的停留时间 （5）保持合理的火焰前沿位置。火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域，火焰在炉排上的充满度好。 3.振动炉排锅炉的燃烧调整方法 （1）调整振动炉排的振动频率和振动周期（振动时间和停止时间） 振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，最佳的振动频率是通过观察低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度来决定的。当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整，振动频率一般不进行调整。 振动炉排的频率应该由下面两个因素来决定：其一是低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度，应该维持在5～10cm；

生物质燃烧技术的研究进展

生物质燃烧技术的研究进展 摘要：生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式。从影响生物质燃烧特性的因素出发，综述了生物质燃料组分、理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用，介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状，对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨，并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望。 生物质是指来源于生物有机体的材料，尤其是基于植物体的材料，包括大量的草本植物、淀粉、纤维素、木质素等。但目前生物质原料不仅仅局限于植物类的废弃物，还包括农林畜产品废弃物、食品加工产业废弃物、餐饮废弃物和城市有机生活垃圾等。生物质能是绿色植物通过光合作用将光能储存为生物有机体内的化学能，与煤相比，生物质能作为新兴能源，受到全世界越来越多的关注，主要因其具有如下特点：①生物质能是一种绿色能源，符合可再生、可持续利用能源的目标，成为当前最洁净的能源之一，对环境污染小，可以降低对传统化石能源的依赖性;②生物质能在成长过程中吸收环境中的CO2，在生命周期内可以实现CO2的零排放或零增长，降低使用化石燃料造成的温室气体排放量;③生物质中灰分比重低、含硫量少和挥发分含量高;④生物质种类繁多、来源广泛、总量丰富，且具有本土特性。 生物质能由于其在社会效益、环境效益和经济效益中的可持续发展而备受世界各方重视并得以大力推广。目前生物质能提供全球总量10%～15%的能源供应，是世界上排名第四的能源。在工业发达国家中，生物质能占到能源总量的9%～14%，而在发展中国家则更高，占到25%～30%，部分地区甚至高达50%～90%。但在这些国家中，大部分生物质能被当地低收入者用于炊事和供暖用能，商业化程度并不高，且热利用效率极低。 随着科技的进步，生物质能的转化利用形式也多种多样，改变了简单的直燃模式下利用效率低的缺点。当前生物质能转化的方式主要可以归结为：热裂解、气化、液化、超临界流体提取、厌氧消化、厌氧发酵、酸解、酶解和酯化降解等，但这些生物质转换技术由于成本、技术的成熟度和使用效率等方面的原因，难以大面积推广，生物质能的应用仍以直接燃烧为主。到目前为止，生物质燃烧所利用的能源约占全球生物质能利用的95%。为了提高热利用效率，如何对其燃烧利用技术进行深入地研究，已成为国内外各方相关人员普遍关注的问题。 1生物质燃烧特性的影响因素