生物質采暖爐廠

目前,國內外各種成型技術已基本成熟。然而,農作物秸稈成型燃料目前主要還是在鏈條爐和鼓泡流化床鍋爐上使用,技術比較成熟,而在CFB鍋爐上使用的相關文獻較少。GlazerMP等在CFB鍋爐上研究了秸稈與煤的混合燃燒后發現:煙氣中堿性成分的含量與初始燃料里鉀、鈉的含量有關,且氣態的堿金屬的濃度比純秸稈燃燒時有所降低,混合燃料的SO2排放量比純秸稈大大增加。

由于電力、天然氣供應和燃氣管道的限制，無法將我國的燃煤鍋爐全部改為電鍋爐或燃氣鍋爐，而生物質鍋爐的價格低及運行成本低更容易使用戶接受并得以推廣，正好填補了這項空白。生物質能顆粒燃料是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、甜菜粕、樹皮等所有廢棄的農作物，經粉碎混合擠壓烘干等工藝，之后制成顆粒狀燃料。

西方發達地方研究廢棄木材作為CFB鍋爐的燃料已經很多年了。20世紀80年代末,美國就開發出大型燃燒廢木料的CFB鍋爐,分別安裝在Freson、Rocklin和Mecca。瑞典也是以林業廢棄物作為大型CFB鍋爐的重要燃料加以利用的,盡管這些燃料的含水率有時高達50%~60%,但鍋爐的熱效率仍可達到80%。丹麥為了減少二氧化碳的排放,采用奧斯龍公司的高倍率CFB鍋爐將干草(或木屑)與煤以6∶4的比例送入爐內燃燒,效果較好。目前世界上較大容量的燃燒生物質的循環流化床鍋爐就是F&W公司240MW的燒廢木材的CFB鍋爐,它的成功運行為燃燒林業廢棄物的CFB鍋爐的大型化奠定了良好的基礎。此外,德國、芬蘭、法國、意大利、土耳其和俄羅斯等地方也先后對CFB鍋爐燃燒廢木材進行了研究。PretoF通過試驗發現:以廢棄木材為燃料的CFB鍋爐運行情況較好,燃燒效率可以超過99%。在氣體排放方面,除了CO外,NOx、N2O、SO2、Furans等的排放都低于允許標準。HiltunenMA等發現燃燒產生的灰渣很少,細而均勻。但是,由于燃料里含有較多灰熔點低的鉀,灰比較容易在鍋爐里結垢。而且,燃料里還含有氯和堿性物質,這些物質都有很強的腐蝕作用。AmandLE等發現,燃燒產生的灰份里含有很多金屬(Hg、Cd、Cr、Cu、Mn和Zn等),但是它們的含量都在歐洲聯合會(EC)所規定的范圍之內。

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對于蒸汽爆破預處理過程對生物質燃料成型性能的影響，Zandersons等認為，預處理后纖維素的結構發生改變，纖維尺寸變細、變小，同時，木質素活性增強，并滲入到纖維素之間形成新的連接，內部黏結力顯著增強；Shaw等發現，預處理后生物質中的木質素含量比原料增加33.2%～54.5%，呈更好的黏結效果；Angles等研究了木質素的變化規律，發現隨著預處理程度的加劇，木質素降解、重聚并遷移到纖維素表面，在壓縮成型時軟化形成固體橋接，提高了成型性能。

蒸汽爆破技術較早是由美國學者Mason在1928年發明并用于制漿，將廢木材轉變為建筑紙漿。蒸汽爆破的主要原理是利用高溫高壓水蒸氣對植物纖維原料進行處理，使其半纖維素降解，木質素軟化，纖維之間的橫向連接強度降低，并在短時間內瞬間釋放高壓蒸汽，原料孔隙中的水蒸氣急劇膨脹，產生爆破效果，將原料撕裂為細小的纖維狀，達到原料組分分離和結構變化的效果。

發現，赤松在經過230～270℃低溫熱解預處理后，熱值由18.37MJ/kg升高至24.34MJ/kg，但赤松成型燃料的機械強度迅速降低。Wu等將棉桿和木屑在200～260℃下進行低溫熱解預處理試驗，發現預處理后成型生物質的表觀密度和抗壓強度比原料成型生物質分別降低了3.9%～16.7%和23.2%～61.0%?？梢?，隨著熱解溫度的升高和停留時間的增加，熱解生物質的能量密度不斷增加，而成型生物質的機械強度降低。

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陳冠益等還發現:鍋爐的飛灰含碳量明顯高于灰渣的含碳量。盡管如此,燃燒效率仍高達97%;另外,由于稻殼本身氮和硫的含量極少,在不用任何脫硫劑、脫硝措施情況下,稻殼燃燒所排放出的主要大氣污染物都遠低于排放標準。以上研究結果說明了稻殼作為CFB鍋爐的燃料在運行狀況和氣體排放上是可行的,而在金屬排放方面還需要展開相應的研究。