文献综述
1.研究背景
燃烧器是用来将燃料和空气送入燃烧室并组织气流,使燃料和空气合理地在燃烧室中混合、着火和燃烧喷出火焰的装置。该产品主要用于锅炉、沥青加热炉、焚烧炉、烤漆房、压铸机械、烘干设备、工业窑炉等以及其它热能机械配套设备。目前我国仍然还是以煤的燃烧为主,但随着当今化石能源的日渐枯竭,地球环境的日益恶化,世界能源结构已开始向发展可再生能源转变。生物质能源作为分布广、资源丰富的清洁可再生能源,作为能源使用已有几千年的历史,在现代能源利用中也越来越受到重视,可以作为未来化石能源的主要替代能源。目前生物质能的主要开发利用技术主要包括生物质的固化、气化、液化以及燃烧技术 [1-2]。燃烧是生物质能利用技术中最古老、最简单应用方式,也是目前能效最高、经济性最好的应用方式[3]。然目前的生物质燃烧方式,存在效率较低,灰渣危害等问题。因此,开发一种适合生物质粉体(木粉)的燃烧器,是非常有价值的。
2.生物质燃烧技术现状
生物质因具有低污染性特点 , 特别适合燃烧转化利用, 是一种优质燃料。其燃烧主要分为炉灶燃烧和锅炉燃烧。传统的炉灶燃烧方式燃烧效率极低, 热效率只有 10% ~ 18%, 即使是目前大力推广的节柴灶,其热效率也只有 20% ~ 25%。生物质锅炉燃烧采用先进的燃烧技术 ,把生物质作为锅炉的燃料 ,以提高生物质的利用效率, 适应于相对集中 、大规模利用生物质资源[4]。锅炉按照燃烧方式的不同可以分为层燃炉和流化床锅炉。层然炉是指生物质燃料铺在炉排上形成层状,与炉排送风混合,固相物质依次经历干燥、热解、燃烧及燃尽过程;在火床上方的炉膛中,热解与还原产生的可燃气体在二次风的作用下完成燃烧过程。流化床燃烧具有传热传质性能好、燃烧效率高、有害气体排放少、热容量大等一系列的优点,适合燃烧水分高、热值低的生物质燃料[5];流化床燃烧技术是一种成熟技术,在矿物燃料的清洁燃烧领域早己进入商业化使用[4]。将现有的流化床燃煤技术应用于生物质,在国内外进行了广泛深入的研究[6-8],并有大量的实际工程应用[9]。
2.1不同形态生物质燃烧技术
2.1.1 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有一定形状、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。
美国在20世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术及燃烧技术,并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备 [10] ,日本在20世纪30年代开始研究机械活塞式成型技术处理木材废弃物,1954年研制成棒状燃料成型机及相关的燃烧设备。目前,发达国家的生物质成型燃料的成型设各和燃烧设备已经定型,并形成了产业化[11],在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用。
我国自20世纪80年代开始进行生物质成型燃料成型技术和燃烧技术的研究和开发[12],目前已经取得了一系列的成果和进展,但与国外仍存在一定的差距。
