生物质与煤混燃技术于现状.pdf

==============================

==========生物质与煤混燃

技

术

与

现

状

赵明世

1081170426热能0804
2010-10-24

=============================

=========

生物质与煤混燃

１生物质利用意义及现状

①意义

生物质作为燃料时，由于生物质在生长时消耗的ＣＯ：量相当于它燃烧时

排放的ＣＯ：量，因此ＣＯ：排放量近似为零。生物质的硫含量极低，基本上

无硫化物排放。生物质作为替代能源，对改善环境、降低温室效应都有极大的

好处。我国目前有工业锅炉约５０×１０４台，每年耗煤

量约为全国产煤总量的１／３。推广各种节能技术，提高工业锅炉热效率

的工作已取得较大成绩，且是能源工业者继续努力的方向。但从矿物能源资源

有限和因大量使用会造成环境恶化的战略观点出发，结合我国拥有丰富生物质

资源的现实，逐步发展工业锅炉生物质燃烧技术，对节约常规能源、优化我国

能源结构，将有积极意义。燃煤锅炉混燃生物质将是我国降低ＣＯ：排放、减
轻环境污染的有效措施，而且与煤混燃的生物质所含的碱性氧化物有助于脱除

煤燃烧产生的ＳＯ：。

②现状

生物质资源是指以木质素或纤维素及其他有机质为主的陆生植物、水生植

物及人畜禽粪便等。我国有着丰富的生物质资源，据统计，全国秸秆年产量约

５．７×１０８ｔ／ａ，人畜粪便约３．８×１０８ｔ／ａ，薪柴年产量（包

括木材砍伐的废弃物）为１．７×１０８ｔ／ａ，还有

工业排放的大量有机废料、废渣，每年生物质资源总量折合成标准煤约３

×１０８ｔ／ａ。我国一直以直接用生物质能为主，但利用效率极低，即使是

目前农村已较普遍推广的省柴节煤灶，热效率也仅为２０％左右。近年来，在

一些经济发达的城市周边地区，农民大量使用优质高效燃料，用于炊事、取暖，

而将秸秆直接放在农田焚烧，不仅浪费了能源，还污染了环境。我国生物质资

源结构疏松，能量密度低，仅是标准煤的１／２，且不易储运。

２０世纪８０年代以来，我国生物质能利用技术有了很大的发展。鉴于生

物质资源分布区域广、适宜就地开发利用的特点，目前开发适用于工业锅炉的

生物质燃烧技术，是生物质有效利用的重要途径。

２生物质与煤的混燃技术
２．１混燃技术分类

生物质与煤的混燃技术可分为直接燃烧利用和气化利用两种形式。直接燃

烧先对生物质进行预处理，然后直接输送至锅炉燃烧室燃烧。有层燃、流化床

和煤粉锅炉等燃烧形式，主要应用于工业、区域供热、发电以及热电联产等。

根据２００１年对欧盟２ｌ座生物质电厂燃烧设备的统计，采用以上３种燃烧

形式的比例分别为４７％、２９％、１４％，其余１０％为气化利用¨ｏ。气

化利用方式先将生物质在气化炉内气化产生低热值燃气，经净化处理后输送至

锅炉与煤进行混合燃烧。

２．２直接燃烧技术

①层燃燃烧

生物质平铺在炉排上形成一定厚度的燃料层，进行干燥、干馏、燃烧及还

原。一次风从下部通过燃料层为燃料提供氧气，可燃气体与二次风在炉排上方

充分混合燃烧。层燃锅炉包括固定床、移动炉排、旋转炉排和下饲式锅炉等。

移动炉排式锅炉具有操作简单、坚固耐用和运行可靠等特点，被广泛应用于生

物质燃烧或垃圾焚烧中。采用移动炉排以及合理的配风系统，可使燃料层在炉

排上的传输较为平滑，从而保障一次风的均匀分布，降低由于空气分布不均匀

造成的过度结渣、飞灰损失和空气系数增加等问题。而且炉排系统可以采用水
冷的方式，以减轻结渣现象

的出现，延长设备使用寿命。如瑞典的Ｌｉｎｋｏｐｉｎｇ热电厂，就采

用移动炉排式锅炉。该热电厂的燃烧系统根据各种生物质特点采用３个不同的

燃烧器，分别用于燃烧煤（或橡胶）、木材、油，其中烧煤和木材的层燃锅炉

均采用移动炉排锅炉。但是，包括移动炉排式锅炉在内的层燃锅炉普遍存在燃

烧效率较低（一般都在７０％以下）的问题。另外，目前移动炉排式锅炉的控

制系统大多以电气机械装置为基础，不足以使锅炉保持适当的空气量与煤量

比，以达到最佳燃烧和排放性能，尤其是在负

②流化床燃烧

生物质含水率较高，如秸秆为３５％一６５％。因此，采用层燃方式难以

保持稳定、充分的燃烧。采用流化床技术，有利于生物质的完全燃烧，提高锅

炉的热效率。生物质流化床可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质，形成蓄

热量大、温度高的密相床层，为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件。

依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间，使难以燃尽的

生物质也能充分燃尽。如在密相区上部稀相区供入二次风，组织两段燃烧，能

迸一步提高燃烧效率。１９９１年，哈尔滨工业大学就与长沙锅炉厂合作研制