文献综述
1 研究背景及意义
随着经济的不断发展,当今社会对化石能源的需求量日益增长。随之而来出现两个严重的问题,一个是化石能源都是不可再生的,另一个是伴随化石能源消耗所产生的环境污染。而生物质燃料因其可再生、零污染、储量大等优势引起世
界的关住【1】。生物质是植物通过光合作用生成的有机物,包括植物、动物及微生物以及由这些生命体排泄和代谢的所有有机物质。生物质能是指直接或间接通过植物的光合作用,将太阳能以化学能的形式贮存在生物质体内的一种能量形式,能够作为能源而被利用的生物质能统称为生物质能。生物质能通常包括木材及森
林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物及动物粪便等【2】。生物质因具有挥发分高、炭活性高, N、S含量低(含N量0.5 %~ 3%、含S量一般仅0.1%~0.5%), 灰分低, 生命周期内燃烧过程CO2 零排放等特点, 特别适合燃烧转化利用, 是一种优质燃料【3】。生物质能已跃居世界第四大能源,不难想象,未来生物质能将成为可持续能源系统的重要部分。我国拥有丰富的生物质资源, 据2006 年的统计, 可供开发的生物质资源至少能达到5.4 亿吨标准煤。其中, 每年农作物秸秆量有7.2亿多吨, 林业剩余物资源1.25亿多吨, 而未来可利用边际土地种植的速生林等能源作物量更大【4】。在生物质的各种利用转化途径中, 生物质燃烧技术无疑是目前适合我国国情的、生物质大规模高效洁净利用途径中最成熟、最简便可行的方式之一, 在不需对现有燃烧设备作较大改动的情况下即可获得很好的燃烧效果,其推广应用对于推动我国生物质能利用技术的发展、保护环境与改善生态、提高农民生活水平等具有重要的作用【5】。
2 生物质燃烧技术国内外发展现状
生物质能技术可分为直接燃烧技术,物化转化技术,生化转化技术,植物油技术,本文重点讨论生物质直接燃烧技术。生物质直接燃烧技术主要分为炉灶燃烧和锅炉燃烧。炉灶燃烧操作简便、投资较省,但燃烧效率普遍偏低,从而造成生物质资源的严重浪费;而锅炉燃烧采用先进的燃烧技术,把生物质作为锅炉的燃料燃烧,以提高生物质的利用效率,适用于相对集中、大规模地利用生物质资源。生物质燃料锅炉的种类很多,按照锅炉燃用生物质品种的不同可分为:木材炉、薪柴、炉秸秆、炉垃圾焚烧炉等。按照锅炉燃烧方式的不同又可分为流化床锅炉、层燃炉、室燃炉等【6】。
2.1 炉灶燃烧技术
炉灶燃烧可分为旧式柴灶燃烧和节柴灶燃烧。旧式柴灶燃烧特点是燃烧不充分,保温性差,热效率低(只有10%左右)、浪费燃料,且严重污染了环境。而节柴灶通过增加炉蓖,供给空气充分,延长燃烧时间,增大换热面积,改进烟道形状等方法大大提高了效率。其特点为,1.热能在炉灶内停留时间长,可得到充分利用,热效率高(可达20%~25%);2.没有熏烟,污染少;3.质量小,可拆装;4.多功能。节柴灶的灶桥可以调整,随着灶桥的调整可烧柴、烧锯灰和烧煤。
2.2 锅炉燃烧技术
