3)燃燒整個(gè)草捆的鍋爐系統(tǒng)
起重機(jī)將秸稈放入防火通道中，將其運(yùn)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�(gè)“氣化室”，草捆在預(yù)熱室內(nèi)被已有的燃料點(diǎn)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(yùn)送至灰室出口處。國外燃燒打捆生物質(zhì)的設(shè)備由于價(jià)格昂貴、關(guān)鍵技術(shù)不輕易轉(zhuǎn)讓、型號(hào)過大，不適合中國當(dāng)?shù)亟斩挿稚⒌膶?shí)際情況等原因，不適合大規(guī)模引進(jìn)中國。中國對(duì)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(hào)的打捆機(jī)已經(jīng)市場化，設(shè)備也已定型，專業(yè)化秸稈打捆機(jī)生產(chǎn)廠家也很多，如：山東某有限公司等。打捆機(jī)的種類也很多，有小麥秸稈打捆機(jī)、玉米秸稈打捆機(jī)、牧草打捆機(jī)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(dú)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(jì)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(xiàng)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(shí)，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(jī)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(diǎn)火室、主燃室、擴(kuò)散室、回流室和爐膛的溫度，溫度由SWJ -Ⅲk精密數(shù)字溫度計(jì)顯示，不同點(diǎn)溫度由換位器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)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(duì)燃燒產(chǎn)生的不利影響，且其控制可以借鑒燃?xì)饪刂品绞剑僮骱啽恪?br />
通過華中科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(duì)燃燒效果沒有顯著影響，但作為風(fēng)粉濃度的微調(diào)機(jī)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(duì)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(shí)，燃燒充分，溫度高，結(jié)渣現(xiàn)象得到改善，且經(jīng)濟(jì)合理。(5)粉體燃燒模型可概括為三段式燃燒即點(diǎn)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(chǔ)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(duì)于直接供熱利用，雖有文字報(bào)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(duì)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)狻Ｆ涮攸c(diǎn)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)狻Ｉ镔|(zhì)燃?xì)獬煞秩绫?所示。
|
氣體名稱 |
H2 |
CO |
CH4 |
C2H4 |
C3H6 |
CO2 |
O2 |
N2 |
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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 |
由表2可以看出，生物質(zhì)燃?xì)獾闹饕扇汲煞质且谎趸肌錃狻⑸倭考淄楹蜔N類。其所含的氮?dú)庵饕怯勺鳛闅饣橘|(zhì)的空氣帶入，對(duì)燃?xì)鈦碚f是無效成分。
根據(jù)上述生物質(zhì)燃?xì)馓匦裕幽限r(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(kuò)散式燃燒，使用柴油作為點(diǎn)火介質(zhì)，燃燒過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。該燃燒器適用于多種生物質(zhì)氣化燃?xì)猓囼?yàn)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(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到燃?xì)馊紵鞯幕疽蟆|北林業(yè)大學(xué)按照其燃燒特性設(shè)計(jì)出一種工業(yè)用的大功率生物質(zhì)燃?xì)馊紵鳌Ｔ撊紵鲗儆诘蛪阂浯髿馐饺紵鳎捎糜诠I(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)馊紵鞯幕疽螅瑹嶝?fù)荷達(dá)到900kW以上，高效節(jié)能、低污染、通用性好、易于點(diǎn)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(shí)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(duì)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(duì)秸稈直接燃燒技術(shù)開發(fā)、利用較早，較先遇到這個(gè)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(shí)形成的沉積，認(rèn)為沉積率在燃燒早期最大，然后會(huì)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(yàn)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(duì)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(jī)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(tái)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(diǎn)，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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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/m
3～40kg/m
3)，散燒時(shí)費(fèi)力費(fèi)時(shí)，運(yùn)輸不方便成本高等，限制了散燒的規(guī)模化應(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/m
3～1100kg/m
3)，再者由于生物質(zhì)秸稈經(jīng)過成型機(jī)壓縮成型時(shí)，要耗費(fèi)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(jī)成本和維修費(fèi)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(diǎn)于一身，具有秸稈打捆密度適中(密度為90kg/ m
3～1OOkg/ m
3)，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(fèi)30～45元／t，同時(shí)生產(chǎn)效率高，燃燒效果好，易利用等優(yōu)點(diǎn)，成為秸稈燃燒利用技術(shù)的主要發(fā)展方向。
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顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)成型機(jī)械設(shè)備。
