[科普中国]-颗粒燃烧机

背景

用生物质气随着全球石油能源危机的呼声起来起高，石油价格也是步步高涨。

能源和环境问题已成为全球关注的焦点，随着我国能源消耗的迅速增长，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生态破坏，煤、石油、天然气等常规能源经过了大规模的开采利用，资源量日益减少，我国普遍用作燃料的方式造成了很大的浪费，开发洁净的可再生能源成为了可持续发展的迫切需要。可再生能源主要包括太阳能、水力、风力、地热、潮汐及生物质能等等，其中，生物质能是人类利用最早的能源物质之一，是地球上唯一能够连续生产、规模可控、可储存、可运输的全能性能源，资源量达，分布广，开发潜力巨大，是一种重要的可再生能源，而利化技术能实现CO2的归零排放，节约常规能源，符合可持续发展的要求。

目前，中国生物质气化产业主要有气化发电、农村气化供气、生物质气化燃气工业锅炉和窑炉应用等方面，由于工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOx等污染物，是中国大气主要煤烟型污染源之一，其能源消耗和污染物排放均居全国工业行业第二，仅次于电站锅炉，煤炭消耗量明显高于钢铁、石化等高耗能工业行业，在中国“十二五”节能减排规划的重点工程中，工业锅炉、窑炉改造排在首位。而生物质气化技术为工业锅炉、窑炉的改造开辟了一条光明大道，在环保节能方面成效显著1。

生物质燃烧特性分析生物质燃烧特性生物质燃料(秸秆、薪柴等)的燃烧是与空气中氧发生反应并强烈放热的化学反应。反应总效果是光合作用的逆过程，同时将化学能(被贮存的太阳能)转换为热能。本文主要关注秸秆、木材等农林业废弃物、残余物的直接燃烧技术，而牛活垃圾以及工业固体废弃物等的焚烧将不再涉及。另外，热解、气化、液化等生物质热化学转化过程中都不可避免的伴生燃烧过程，热化学转化产生气、液、固态产物，以期提高燃烧过程的清洁程度和能源产品的可利用性2。

从工业分析的数据，生物质中挥发分含量较高，一般都在60%以上，而固定碳相对较低，因此挥发分的燃烧和燃尽对于生物质燃烧过程至关重要，否则就会严重影响燃烧效率，并出现冒黑烟以及污染物排放等问题。

生物质燃料燃烧中存在的问题生物质燃料中氧含量一般在30一45%，明显高于煤炭，这使得生物质燃料热值低，但易于引燃，在燃烧时可相对减少空气供给量，因此减少烟气量。但热值偏低，能量密度小，导致炉内温度场偏低，不利于燃烧稳定和高效。生物质燃料一般体积密度较小，结构比较松散，这使得燃料易于燃烧和燃尽，但在配风较强情况下易出现悬浮燃烧和扬尘1。

在生物质燃烧过程中，因生物质含有较多的氯和碱性物质(尤其是农作物秸秆)，燃烧时易在受热面上形成沉积腐蚀问题，即生物质在燃烧过程中，含有较多碱金属等矿物质成分的飞灰颗粒粘结在燃烧设备各部分受热面上形成沉积，造成受热面的珀污，继而带来受热面的腐蚀问题。对于秸秆燃烧过程中在燃烧设备受热面上形成的沉积腐蚀问题．在国外，尤其是发达国家*如丹麦、美国等，由于这些国家对秸秆直接燃烧技术开发、利用较早，因此研究得较多。为防止沉积腐蚀问题的发生．可考虑对生物质燃料采用水洗的预处理方式*可有效去防生物质(秸秆)中的碱金属和氯。在生物质燃烧中加入石灰石、Al2O3、CaO、MgO、白云土、高岭土、硅藻土等添加剂，以抑制挥发物质释放并阻碍灰渣形成。在受热面上表面喷徐耐腐蚀材料及采用吹灰、刮板袄等机械方式也是可考虑的途径3。

生物质颗粒燃烧机技术以秸秆等农林业废弃物颗粒为燃料．采用半气化燃烧方式，有效地避免了秸秆颗粒在直接燃烧过程中的结渣等问题，并采用精确控制配风、进料、气化和燃烧，实现在一体机内高效清洁燃烧。颗粒燃烧机直接输出高温火焰和烟气，可直接配接锅炉、工业窑炉等用能设备，市场广泛。

生物质颗粒燃烧机使用优势明显，颗粒燃料原料来源广泛，成本低；可替代现有的燃油燃气燃烧器，节省能源成本；能量利用效率高、 污染物排放低；点火、 运行、出灰、火力调控等全自动操作；可解决农作物秸秆等直接燃烧效率低、易结渣等问题。

针对区域性采暖和供热需求，采用玉米秸、棉秆、生木屑等颗粒燃料，通过专用的全自动颗粒燃烧机高效燃烧转化为热能，燃烧产热在锅炉中为循环水所吸收，用于校舍、办公室、宿舍区和厂区等的采暖和热水业等的采暖和热水需求1。