生物质清洁燃烧技术

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1、生物质清洁燃烧技术及燃烧设备李春荣韦锦然黄仁焕广西口风能源发展有限公司摘要：生物质的燃烧方式不合理将产生大量的烟尘和氮氧化物，加剧大气污染，対形成雾霾天气有极大影响。推广使川牛物质清洁燃烧技术和空气分级的低NO,旋流燃烧设备可以有效抑制氮氧化物的形成，减少烟囱烟气中烟尘和氮氧化物的含量。关键词：清洁燃烧阶段燃烧抑制氮氧化还原氮氧化物CO、HC燃尽排放0引言当前，在我国能源消耗的快速增长和环保要求的双重压力下，我国实现节能减排目标正面临着十分严峻的形势，可再生能源替代化石能源势在必行。在水能、太阳能、风能、生物质能的可再生能源行列中，生物质能的储存量、加工、运输、资源成本等因素是比较符合现实市

2、场需要的，由于低硫或近似于无硫排放的清洁性，和低于水能、风能和太阳能的开发利用成本的经济性，使资源丰富的生物质再生能源再清洁新能源行列中拥有无限的市场前景。在生物质燃烧技术领域里，新技术、新材料、新设备不断涌现，在节能减排中发挥着十分重要的作用，开展生物质燃料代油代煤节能技改项目，可以节省用户因环保耍求更换锅炉而产生的巨额资金，还可以有效实现节能、减排、环保三大目的。但就目前现状，大部分的生物质燃烧方式（尤其是城区范围内小于10吨/时锅炉）将会产生大量的烟尘和氮氧化物，加重大气污染，对形成雾霾天气产生较大影响。推广使用生物质清洁燃烧技术和空气分级的低NOx旋流燃烧设备可以有效抑制氮氧化物的形

3、成，减少烟尘和氮氧化物的排放量。1、生物质固体燃料的燃烧特性及存在问题生物质固体燃料主要有薪柴、秸杆、树皮、锯末、蔗渣等农林业生产边角料及废弃物，生物质直接燃烧生产热能的方式就是利用生物质固体燃料通过在薪炉、锅炉中燃烧时行热交换，燃烧过程中产生的热能用于生产、生活或再次转换为电能。生物质固体燃料在锅炉中的燃烧过程存在以下几点问题：（1）未经处理的生物质燃料因为含水量高。如树皮、蔗渣水份50%以上，薪柴、刨花、刨板边角料等含水量25-40%不等，燃烧时需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，同时要吸收大量热能，烟气中含水量大，对锅炉热交换产生极大影响，因而会降低锅炉岀力；（2）未经压缩的生物质固体

4、燃料密度小，结构松散，热值低，入料量较难稳定控制，因而造成炉内温度场偏低，难以组织稳定的燃烧，锅炉出力不稳定。（3）挥发份高，固定碳含量低，含氧量高，着火温度低。生物质燃料（干基）在250°C-350°C时挥发份大量析出并剧烈燃烧，而固定碳含量低,在燃烧过程中受到外层已燃灰烬的包裹后焦碳颗粒难以燃尽，易造成大量热能流失并污染空气。（4）锅炉炉膛温度高，生物质燃料中的碱金属和氯熔解结焦，对锅炉对流管和锅筒腐蚀问题突出。（5）在锅炉炉膛高温富氧氛围中，生物质燃料中析出的氮与氧结合产生大量NO和NO?,形成氮氧化物排入大气。综上所述，生物质燃料直接燃烧燃料利用率低、烟气含尘量大、氮氧化物含量高，对

5、环境影响程度大、大气污染严重。有鉴于此，国家环保部在环发［2001J37号文《关于划分高污染燃料的规定》中将直接燃用的生物质燃料（树木、秸秆、锯末、稻壳、蔗渣等）列为高污染燃料。2、氮氧化物的危害和生成机理氮氧化物是酸性氧化物，是造成雾霾天气的原因之…，形成的酸雨酸雾污染大气，与空气中的碳氢化合物结合形成光化学烟雾，同时参与臭氧层的破坏。氮氧化物（NOx）对人体和动植物都有极大的伤害作用，吸入人体可能引起呼吸道疾病、皮肤和粘膜病变；对植物叶面产生破坏，造成植物腐烂、发黄、病虫害增加、导致农作物大幅度减速产。烟囱排放的氮氧化物称之NOx，由约95%的NO和5%的NO?所组成，NOx排放对于所有

6、利用空气的燃烧过程是相同的。由于空气中氮的重量占四分之三以上，所以燃烧空气是形成NOx的基本因素，NOx是由于燃烧过程中的多种反应产生的。氮氧化物的两个主要来源是燃料型NOx和热力型NOx，燃料型NOx是由燃料加热后析出氮氧化形成的，但如果燃料中氮的释放是在无氧或欠氧氛围中发生的，则NOx的形成能受到抑制;热力型NOx是由燃烧空气中的氮气同有效的氧气之间的反应生成的，但只有燃烧温度达到1500°C以上时才会迅速形成，如果燃烧温度低于1500°C则NO,的形成会受到抑制。3、生物质清洁燃烧技术生物质能源是口然界中存量最大、成木故低的可再生能源，而生物质直接燃烧是生物质能最廉价、最方便的利用方式

7、，只要解决了生物质燃料直接燃烧中存在的燃料利用率低、烟气含尘量大、氮氧化物含量高三个主要因素，生物质能源的利用将会有长足发展。用物理方法将生物质经干燥、粉碎、压缩成型，密度0.8-13,作为燃料后其中水份可以降低至8-25%,可以解决生物质直接燃烧过程中燃料干燥时间长、燃烧不充分、锅炉出力不足、烟气含尘量大的问题。但由于生物质燃料（包括压缩燃料）在普通燃煤锅炉中的燃烧方式为层燃--半裂解燃烧，需要在高温富氧氛