人類利用生物質(zhì)能源已有幾十萬年之久，其應(yīng)用之早，是最直接的一種燃料能源。然而卻因?yàn)樯镔|(zhì)自身存在的諸多問題，而不能得到廣泛的利用。例如：生物質(zhì)的熱值比較低、缺少專用的燃燒設(shè)備、運(yùn)輸及存儲不便等。在我國，經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展是以能源的消耗作為重要前提的，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的越快，能源減少的越多。這樣我們所面臨的兩個顯著問題是：環(huán)境污染趨于嚴(yán)重化；另一個是能源燃料的緊缺。因此，研究燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的機(jī)理，探究其燃燒及排放特性，妥善處理能源燃料緊缺問題，對提升環(huán)境質(zhì)量，改善人民生活環(huán)境具有重要的指導(dǎo)意義。

 

　　1.燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐簡介

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐主要采用三室的燃燒結(jié)構(gòu)：即氣相燃燒室、固相燃燒室和燃燼除塵室。固相燃燒室的主要作用是為生物質(zhì)顆粒燃料供應(yīng)大量熱解的氣化熱量，從而產(chǎn)生大量的生物質(zhì)燃?xì)?。這部分生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^底部的吸式結(jié)構(gòu)過濾凈化，并最終被導(dǎo)入氣相燃燒室中從而實(shí)現(xiàn)均相的動力燃燒。氣相燃燒室的尾部主要采用旋流結(jié)構(gòu)制造，這樣可以讓燃?xì)獾幕鹧孢M(jìn)行充分的擾流，進(jìn)而促進(jìn)燃?xì)獾耐耆紵６紶a除塵室一般采用降塵、燃燼、凝渣以及輻射傳熱等組合結(jié)構(gòu)，從而可以實(shí)現(xiàn)潔凈燃燒和輻射換熱等多重效果。

 

　　2.生物質(zhì)燃料鍋爐的燃燒及排放特性

 

　　2.1生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的燃燒特性

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料一般都是經(jīng)過超高壓壓縮形成的微粒狀燃料，密度較原生物質(zhì)要大的多，這樣的結(jié)構(gòu)和組織特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和傳熱速度。該種燃料的點(diǎn)火溫度也比較高，但是點(diǎn)火性能存在一定程度的下降，不過仍然要好于煤的點(diǎn)火性能。

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐在燃燒開始階段會慢慢進(jìn)行分解，此時的燃燒主要處于動力區(qū)，但是隨著燃燒進(jìn)入過渡區(qū)和擴(kuò)散區(qū)，燃燒的速度降低，就可以將大部分的熱量揮發(fā)傳遞到受熱面，從而使排煙的熱損失大大降低。同時，揮發(fā)燃燒需要的氧氣和外界擴(kuò)散的氧氣比例適中，從而實(shí)現(xiàn)充分的燃燒，并進(jìn)一步減少了氣體不完全燃燒造成的損失和排煙造成的熱損失。

 

　　燃燒充分完成以后，留下的焦炭骨架的結(jié)構(gòu)非常緊密，流動的氣流無法分解骨架，從而使得骨架炭仍然能夠保持完好的層狀燃燒，并形成層狀的燃燒核心。此時炭的燃燒比較穩(wěn)定，爐溫也相對較高，可以很大程度上減少固體和排煙的熱損失。

 

　　2.2生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的排放特性

 

　　2.2.1清灰裝置設(shè)置

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐排放過程中的清灰裝置主要采用機(jī)械刮除式以及機(jī)械振動式兩種主要方式。并且，在有些燃燒鍋爐中配備相應(yīng)的灰分壓縮機(jī)，這樣就可以滿足進(jìn)行長時間自動運(yùn)行的要求。如果設(shè)計(jì)工藝良好，那么該鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)都會很有限，不需要進(jìn)行特殊的清理。

 

　　2.2.2相關(guān)污染物排放

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐排放的煙氣中包含有多種不同的物質(zhì)。其中，主要的污染物有沒有完全燃燒的顆粒CxHy和有害的氣體CO，這些都是由于燃料的未充分燃燒而形成的，同時，也可能和生物質(zhì)顆粒燃料的組成成分有關(guān)系。不過，鍋爐的污染物氣排放量相當(dāng)?shù)停⑶矣捎谏镔|(zhì)燃料中N、S等元素較少，所以最終排放的有毒氣體，如NOx、SOx較燃煤排放的要低的多。

 

　　3.生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐的環(huán)境影響分析

 

　　生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，只包括少量的大氣污染物以及固體廢棄物。

 

　　3.1大氣污染物

 

　　生物質(zhì)顆粒燃料的纖維素含量比較高，而硫的含量則比較低，因此，燃燒所長盛的大氣污染物較燃煤而言要少得多。另外，生物質(zhì)顆粒燃料的密度比較大，非常便于運(yùn)輸和儲存，而熱值也基本和燃煤相當(dāng)，燃燒鍋爐的燃燒速度要比煤快，燃燒充分且黑煙較少、形成的灰分也比較低，尤其是在采取相配套的脫硫除塵設(shè)備之后，大氣的污染物排放就會大幅度減少。根據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析可以認(rèn)為，使用生物質(zhì)燃料鍋爐進(jìn)行燃燒后所釋放的大氣污染物濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　3.2固體廢棄物

 

　　生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒后形成的固體廢棄物主要是燃燒完后形成的灰分，這部分廢棄物可以被充分的回收利用。最主要的應(yīng)用就是將灰分進(jìn)行回收用作農(nóng)田鉀肥，這樣可以達(dá)到資源充分進(jìn)行綜合利用的目的。

 

　　生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，對環(huán)境的污染影響極低。不僅如此，該種工藝在很多方面還有及其顯著的生態(tài)環(huán)境效益，例如代替煤炭資源，不經(jīng)可以減少環(huán)境的污染，還解決了日益嚴(yán)峻的能源問題。另外，就是將燃燒后形成的固體廢物回收用做鉀肥，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的有效循環(huán)，實(shí)現(xiàn)我國環(huán)境事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。做到了變廢為寶，節(jié)約資源又保護(hù)環(huán)境的目的。

 

　　4.結(jié)論

 

　　生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐主要利用廢棄的農(nóng)作物資源作為燃料，因此燃料資源豐富，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，不僅降低了我國農(nóng)業(yè)廢棄物的運(yùn)輸成本問題和運(yùn)輸過程中的污染問題，還具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、防止環(huán)境污染的作用。生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐的推廣和使用符合我國建設(shè)節(jié)約型社會的基本要求和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本國策，具有十分突出的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益，為緩解我國以及世界范圍內(nèi)的能源緊張問題和環(huán)境污染問題提供了解決的思路和方法，對于環(huán)境的保護(hù)和資源的有效利用具有重要的意義。