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　　1、浅谈生物质燃烧之秸秆燃烧技术xxxxxxxxxxxxxxx首先我们必须了解什么是燃烧，“燃烧”首先指有强烈放热和发光的化学反应。固体、 液体和气体燃料氧化、类氧化、氮化、氯化、分解反应、联氨分解为氮和氢，以及代替反应。 其中有基态和激发态的自由基、原子、电子及离子出现，并伴有光辐射现彖者，都可以称为 “燃烧“。燃烧可以产生火焰。无论气体、液体还是固体燃料燃烧，都是流动、传热、传质和 化学反应同时发生而乂相互作用的综合现象。燃烧对人类文明的发展贡献卓苦。燃烧不但可产生能源、电力与动力，而且是最广泛、 最冇效而fl故直接的能源取得方式。但是，未加充分控制的不适当燃烧，不仅造成能源的浪 费及环境污染

　　2、，还会带来重人灾害。因此，如何更有效的利用燃烧以产生能源，加强节约能 源及防治燃烧所产牛的污染问题，达到高效率、省能、低污染口安全之最终目的，实是现阶 段享受燃烧科技卓越贡献z外，亟待解决的重要课题。在能源领域，提高燃烧效率是实现燃 料最人化利用的最基木途径。而且，先进的燃烧技术亦能减少化石燃料燃烧时所放出的污染 物。故在当今世界，能源问题和环境保护问题h益突出的阶段，先进燃烧技术的人力推广是 大势所趋。先进的燃烧技术有很多，而且有不少是已经应用了，并且产牛了很好的经济和环境效益, 而我所关注的是现阶段还未充分发展的牛物质燃烧技术，我相信，人类为了牛存，必须种植 物，种植物就会有许多不能食用生

　　3、物质材料，这样，生物质燃烧的原材料就不是问题，而且 能够解决这些废料的处理问题，一举两得，故主物质燃烧技术是有很好的应用前景的。首先 介绍一下什么事生物质。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素必威 必威betway将太阳能转化为化学能而贮 存在牛物质内部的能量。煤、石汕和犬然气等化石能源也是由牛物质能转变而來的。牛物质 能是可再生能源，通常包括以下儿个方而：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物; 三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业冇机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中， 生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上 是生物质能。牛物质能的优点是燃烧

　　4、容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体 积大而不易运输。直接燃烧牛物质的热效率仅为10%30%。口前世界各国正逐步采川如 下方法利用生物质能：1. 热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品，该方法乂按其热加工 的方法不同，分为高温干憎、热解、生物质液化等方法；2. 生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；3. 利用油料植物所产生的生物油；4. 把生物质压制成成形状燃料（如块型、棒型燃料），以便集屮利用和提高热效率。可见现在牛物质的原料最大的优点即是可再牛，而且相对容易获得。我国是个人口人国 和农业大国，这样必然导致我国能源的人均先天

　　5、不足，但是现在我们对粮食的生产和供应是 没冇问题的，自然会产生大量可燃物，其中最多的就是秸秆这种农作物的茎杆部分了，这样 对于我国的现状，发展牛物质燃烧技术相当大一部分就是针对秸秆的利用了。具实这个问题 很早就有有识之士认识到了，但是山于其种种技术未能达到实用的标准,故推广的难度很大。1-11生物质发电技术工艺流程引秸秆能源利用技术表1生物质燃料与煤的成分区别燃料 种类c/%0/%h/%s/%a/%v/%i密度i /1 m-3 生物 质燃料. 10 0. 204 1465700.47 0. 64煤炭5590320?350. 400. 60525 7380.80-l

　　6、 1.00农作物秸秆燃烧时具冇和其它生物质燃料一样的特点。（1）生物质水分含最较多，燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时问，产生的烟气 体积较大，排烟热损失较高；（2）牛物质燃料的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容 易被吹起，悬浮燃烧的比例较大；（3）由于生物质发热量低，炉内温度场偏低，组织稳定的燃烧比较困难；（4）由于主物质挥发份含量高，燃料着火温度较低，一般在250c350c温度下挥 发分就大量析出并开始剧烈燃烧，此吋若空气供应量不足,将会增大燃料的不完全燃烧损失;（5）挥发分析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓 慢、燃尽困难，如不采取

　　7、适当的必要措施，将会导致灰烬屮残留较多的余碳，增大机械不完 全燃烧损失。秸秆自身也冇1、秸秆来源虽广泛，但是来源不统一，不是相对一致的品种，热值冇高 有低，不便于充分发挥各个秸秆的燃烧潜能。2、秸秆中有杂质，无法做到有效燃烧，对于 燃烧室的要求较高，而r需要较复杂的污染处理设备。3、在生物质燃烧过程中，因生物质 含有较多的氯和碱性物质（尤具是农作物秸秆），燃烧时易在受热面上形成沉积腐蚀问题， 即/物质在燃烧过程中，含有较多碱金属等矿物质成分的e灰颗粒粘结在燃烧设备各部分受 热面上形成沉积，造成受热面的沾污，继而带来受热面的腐蚀问题。故在对于秸秆燃烧时, 要对收集来的秸秆进行处理，保证生物质燃烧

　　8、的经济性和可靠性。当前，我国和世界上已岀现了许多对秸秆的处理技术，而且有不少已经有一淀使用价值 了，接下来介绍其中代表的几种。1、生物质成型燃料燃烧技术。生物质成型燃料是将秸秆、稻壳、锯末、木屑等生物质 废弃物，用机械加压的方法，使原来松散、无定形的原料压缩成具冇一定形状、密度较大的 固体成型燃料，其具有体积小、密度大、储运方便；燃烧稳定、周期长；燃烧效率高；灰渣 及烟气中污染物含量小等优点。2、生物质捆烧技术1）以片状草捆为燃料的系统。整个草捆被液压切片机切成片后山活塞式输送机推入锅 炉。在切片之前，将草捆举至与液压切片机垂直的位置，然后从草捆底部开始切片。2）连续燃烧整个草捆的系统。此类锅

　　9、炉没有把草捆切碎，而是将多个完整草捆排成一 列连续不断地推入炉膛内首先起重机把草捆置于料箱中，由液压驱动的活塞式输送机将其推 入通道中，然后再把草捆推至位于炉墙上的燃烧器处。秸秆在此释放出挥发分，并通入人最 的二次空气将其完全燃尽。此时仍然向而推进草捆，没有燃尽的秸秆和产生的灰分落在了水 冷炉排上最后燃尽。3）燃烧整个草捆的锅炉系统。起重机将秸秆放入防火通道屮，将其运至料箱屮，随后 预热室的炉门打开，草捆进入预热室。预热室儿乎是一个“气化室”，草捆在预热室内被己有 的燃料点燃。根据引入空气位置的不同，草捆的前部或顶部开始部分燃烧。根据烟气温度和 浓度來控制空气量。安装在预热室底部的传输设备将正

　　10、在燃烧的草捆运送至灰室岀口处。3、生物质粉体燃烧技术为了改善积灰结渣给燃烧炉带来的负而影响,超细化煤粉已广泛用于煤的再燃烧和提高 燃煤效率等领域。同时，牛物质燃烧小也存在积灰结渣的问题，为了改善其在生物质燃烧设 备中帶来的负面影响，将农业废弃物用破碎机破碎成粉体后，由进料装置喷入研制的立式双 回旋燃烧炉直接燃烧。一次风为输料进风，与粉体均匀混合形成风粉气流；二次风切向进入, 主要用于改善炉内气流状态。五支鎳銘银硅热电偶自下而上依次测点火室、主燃室、扩散 室、回流宗和炉膛的温度，温度山swj-iiik榕密数字温度计显示，不同点温度山换位器 转换触点测得。此装置能最人限度地提高燃烧温度和燃烧效率，

　　11、并能减轻结渣腐蚀对燃烧产 生的不利影响，且其控制可以借鉴燃气控制方式，操作简便。通过华中科技大学实验结果与分析，牛物质粉体燃烧的主要结论有：（1）生物质粉体比 表面积大，加速了挥发分的析出速度，减小了固定碳的粒径，提高了燃烧速度和效率。（2） 牛物质粉体在燃烧炉屮悬浮燃烧，燃烧性状近似于气体燃料，因而可考虑类似于气体燃料的 燃烧和控制方式。同时燃烧炉体积参数很关键，要特别防止出现粉体燃烧呈超过燃烧炉容量 极限的情况。（3）次风对燃烧效果没冇显著影响，但作为风粉浓度的微调机制，现场燃烧 状况的辅助调节是非常必要的。（4）风粉的体积参数和粉体粒径对燃烧至关重耍。风粉浓 度控制在250g/m3左右，

　　12、粉体粒径为0.177mm时，燃烧充分，温度高，结渣现象得到改 善，且经济合理。（5）粉体燃烧模型可概括-为三段式燃烧即点火和挥发分的析出、挥发分 的燃烧和固定碳的回流燃烧。4、生物质燃气燃烧技术生物质气化是以农作物秸秆、林业废弃物等为原料，在缺氧或无氧环境中通过热化学反 应制収可燃性气体的技术。农作物秸秆和林业废弃物经气化炉产牛的可燃性气体通过净化、 储存稳压和管道输送，为用户提供气体燃料。冃前生物质气化技术的应用领域主耍是农村炊 事用能和燃气发电。对于肓接供热利用，虽有文字报道具备可行性，但具体技术设备还很少。 生物质燃气供热利用的关键技术在于燃气燃烧装置的开发。由于生物质气化技术的使用范围

　　13、 远远小于其它气体燃料，使得该类气体燃烧器的开发也相对落后。开发大负荷生物质燃气燃 烧装置成为生物质气化技术向大规模工业化应用发展的基本前提。对于，生物质燃烧的相关技术有了一定的了解后，对于具体的燃烧过程，通过对压缩成 型燃料的燃烧过程的说明来解释。燃料点火时被加热干燥，挥发物析出被点燃，若有足够的温度和氧气，挥发物就燃烧形 成发亮火焰，焰面只停留在似“颗粒燃烧模型”，颗粒燃烧过程。焦炭表面的挥发物层,颗 粒中心温度不会超过600-700cc,颗粒燃烧模型过程示意图当挥发物被燃尽时，被加热的 焦炭就点燃，达一时间较短约占全部燃烧时间的10%o待焦炭焰面扩展到整个表面时，温 度逐渐上升达到最高值

　　14、后几乎保持不变，这吋炭粒周围形成以一氧化碳气体为主的翹蓝色火 焰，这段时间较长约占全部燃烧时间的90%。实际固体燃料是有孔隙、裂纹，燃烧反必威 必威betway应气 休经孔欧、裂纹以扩散方向颗粒内部渗透，使燃烧过程加速。对照颗粒燃烧模型，压块燃料就克服了这些缺点。(1) ，普通农家炉灶不能提供燃烧所需的大虽空气助燃，在自然通风灶内氧气扩散速度 慢，因而末燃尽的挥发分就被气流带走。形成黑烟；若变成压块燃料，则由于压块密度人使 材料变得致密，限制了挥发物的选出速度，延长了燃烧时间，普通农家灶内的空气供给量少 的矛盾得到缓和，所以黑烟明显减少。(2) 待挥发物燃尽示的秸秆炭为松散骨架，灶内的气流运动使其解体，又将一部分未

　　15、燃 尽的炭粒衷入烟道，形成飞扬的黑絮：而压块燃料所剩余的炭结构紧密，炭燃烧时是蓝色火 馅包裹明亮的炭块o(3) 待秸秆燃烧的炭逐渐燃烧完时，灶内空气量乂过剩，过剩空气流带走一部分热量， 造成不必耍的热损失；而压块燃烧整个燃烧过程的需氧量没有秸秆那样人起人落的现象，燃 烧过程相对稳定。综上所述，燃烧技术的发展才是住物质燃料有实用价值的前提，在燃烧技术没有大的发 展吋，当前的生物质燃烧有比较大的不足的，在燃烧效率、经济性、环保等方面都不是当前 国家应该优先发展的对彖，但是生物质燃烧又是令人向往的，所以，这就要求燃烧技术能在 生物质燃烧方面起到积极作用，为这个能源宝库的充分利用发挥应有的作用。参考文献刘圣勇刘小二干-森不同形态生物质燃烧技术现状和展望河南农业人学机电工程学院 2 http:/什么是生物质能?2

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