生物质清洁燃烧技术.doc

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，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