生物质锅炉的现状及生物质燃料燃烧应用研究

随着一次能源储量的日益枯竭和矿物能源的不受控制使用造成的环境污染日益严重，利用高新技术开发清洁可再生的新能源，取代煤炭、石油和天然气等不可再生能源，是解决能源危机和环境问题的有效途径。生物质能源，如农林废弃物、秸秆和树皮，因其储量丰富、污染低、可再生等特点，逐渐成为研究和利用的重点。近年来，生物质直燃发电技术在我国发展迅速。1、生物质锅炉和生物质锅炉的分类生物质锅炉是以生物质能源为燃料的锅炉，包括生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉等。根据用途，生物质锅炉可分为两类：生物质热锅炉和生物质电锅炉，两者都通过生物质燃料燃烧获得能量。生物质热能锅炉直接获得热能，而生物质电能锅炉将热能转换为电能。在这两种锅炉中，生物质热锅炉应用最广泛，技术相对成熟。2.生物质锅炉的问题生物质锅炉具有燃烧效率高、污染排放少、燃烧残渣可用于改良土壤、生物质资源可再生、保护生态环境等优点，但在实际使用中也存在很多问题。2.1污染和腐蚀目前，市场上的生物质锅炉存在加热区积灰、过热器结渣和污染问题。灰烬沉积主要是由于生物质含有更多的碱性物质。在高温燃烧环境中，碱性物质很容易与炉内的相关无机元素形成炉渣，或以蒸汽和飞灰颗粒的形式附着在受热面上，影响锅炉的热效率，甚至局部传热表面也会被污染，失去传热性能。与燃煤锅炉一样，生物质锅炉也存在腐蚀问题。与燃煤锅炉不同的是，生物质锅炉的腐蚀主要是氯腐蚀，腐蚀速率随蒸汽温度的升高而增大。腐蚀通常发生在过热器的受热面上。2.2结渣是生物质燃烧锅炉中的另一个严重问题。一旦发生结渣，将影响燃料燃烧的充分性并降低热效率。特别是在流化床燃烧模式下，生物质中的碱性元素（主要是钠和钾）与床料中的石英砂反应，形成低温共晶混合物，粘附在砂表面，并形成结渣。因此，有必要向床料中添加惰性添加剂，以减少结渣的形成。2.3有害气体排放尽管生物质燃料比化石燃料清洁，但燃烧后的废气中仍然可以检测到SO2气体和HCl气体，HCl气体的排放量远高于燃煤，主要是因为生物质中的氯含量高。这些排放物很容易与生物质中的钾反应形成气溶胶，从而污染空气。可在排气口添加烟雾净化器，以减少污染。2.4热损失生物质锅炉燃烧的热损失主要是烟气热损失。大量烟气热量通过烟囱排放，烟气体积热的损失大大降低了生物质锅炉的效率。烟气热损失的原因是生物质燃料含有更多的水。水分含量高的生物质燃料需要更高的干燥温度和更长的干燥时间，以降低进入炉膛后的水分含量。水分含量越高，生物质的低热值越低。因此，燃烧含水量高的生物质燃料时，炉内温度场较低，燃烧困难。更多的水也会增加烟气的体积，从而增加烟气的热损失。为了减少生物质锅炉燃烧过程中的热损失，可以合理选择相应的燃烧方式，使燃烧充分。可在锅炉尾气出口增设余热回收装置，提高生物质锅炉的热效率。3、生物质锅炉的应用及其在农业中的应用