巴彥淖爾民用生物質鍋爐廠

生物質鍋爐是鍋爐的一個種類，就是以生物質能源做為燃料的鍋爐叫生物質鍋爐，分為生物質蒸汽鍋爐、生物質熱水鍋爐、生物質熱風爐、生物質導熱油爐、立式生物質鍋爐、臥式生物質鍋爐等。鍋爐采用較適合生物質燃料燃燒的燃燒設備----往復爐排。鍋爐在結構設計上，相對傳統鍋爐爐膛空間較大，同時布置非常合理的二次風，有利于生物質燃料燃燒時瞬間析出的大量揮發分充分燃燒。

燃料被螺旋給料機送入爐膛，在此處由于高溫煙氣和一次風的作用逐步預熱，干燥、著火、燃燒，此過程中析出大量揮發分，燃燒劇烈。產生的高溫煙氣沖刷鍋爐的主要受熱面后，進入鍋爐尾部受熱面省煤器和空氣預熱器，再進除塵器，之后經煙囪排入大氣。未氣化的燃料邊向爐排后部運動，直至燃盡，之后剩下的少量灰渣落入爐排后面的除渣口。

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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低溫熱解預處理是在常壓、隔絕氧氣或缺氧情況下，將生物質原料置于反應溫度為200～300℃時發生大分子熱降解反應的過程。在熱解溫度為200、250和300℃條件下，采用固定床試驗臺分別研究了棉花稈的低溫熱解特性，結果表明，隨著熱解溫度的升高，固體產物的質量產率減小，能量密度增加，且制得的成型生物質的密度顯著提高，其研磨特性和疏水性較生物質原料明顯改善。

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。

沈伯雄等指出,生物質和煤混合燃料中煤比例的增加將會導致SO2和NOx的排放量增加。但是,由于生物質燃料中揮發分的燃燒而消耗大量氧氣,形成局部還原性氣氛,抑制了SO2和NOx的生成,致使SO2和NOx排放的增加量不多。燒結是采用CFB鍋爐燃燒秸稈經常發生的問題。秸稈具有很高的堿金屬含量,這些堿金屬與Cl和Si以一定的比例結合會產生腐蝕和形成沉淀,并使流化床產生流化問題。

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目前,國內外對采用CFB鍋爐燃燒各種農業廢棄物已經展開了一定的研究,并取得了一些成果。秸稈是農村的傳統燃料,傳統的燃燒方法會造成大量的排煙熱損失和大量的氣體(CO、H2、CH4等)不完全燃燒損失,利用CFB燃燒技術并采用秸稈成型技術是將這些大量的農業廢棄物進行有效的轉化和利用的重要手段。運用秸稈成型技術,原料的密度可達0.8~1.3t/m3,能量密度與中質煤相當,燃燒特性明顯改善,且儲存、運輸、使用方便,可代替礦物能源。