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2生物质直接燃烧技术

生物质直接燃烧是指纯烧生物质，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。锅炉按照燃烧方式的不同可分为层燃炉和流化床锅炉等，以下就生物质层燃和流化床燃烧作重点介绍。

2.1层燃技术

传统的层燃技术是指生物质燃料铺在炉排上形成层状，与一次配风相混合，逐步地进行干燥、热解、燃烧及还原过程，可燃气体与二次配风在炉排上方的空间充分混合燃烧。锅炉形式主要采用链条炉和往复推饲炉排炉。生物质层燃技术被广泛应用在农林业废弃物的开发利用和城市生活垃圾焚烧等方面，可适于燃烧含水率较高、颗粒尺寸变化较大的生物质燃料，具有较低的投资和操作成本，一般额定功率小于20MW。

在丹麦，开发了一种专门燃烧已经打捆秸秆的燃烧炉，采用液压式活塞将一大捆的秸秆通过输送通道连续地输送至水冷的移动炉排。由于秸秆的灰熔点较低，通过水冷炉墙或烟气循环的方式来控制燃烧室的温度，使其不超过900e。丹麦ELSAM公司出资改造的Benson型锅炉采用两段式加热，由4个并行的供料器供给物料，秸秆、木屑可以在炉栅上充分燃烧，并且在炉膛和管道内还设置有纤维过滤器以减轻烟气中有害物质对设备的磨损和腐蚀。经实践运行证明，改造后的生物质锅炉运行稳定，并取得了良好的社会和经济效益。

在我国，已有许多研究单位根据所使用的生物质燃料的特性，开发出了各种类型生物质层燃炉，实际运行效果良好。他们针对所使用原料的燃烧特性不同，对层燃炉的结构都进行了富有成效的优化，炉型结构包括双燃烧室结构、闭式炉膛结构及其他结构，这些均为我国生物质层燃炉的开发设计提供了宝贵的经验。应当看到的是，我国生物质层燃技术与国外相比，仍存在较大的差距，应当进一步加大研发力度，开发出具有我国特色的先进的生物质层燃技术，以增强我国在生物质燃烧技术领域的竞争力。

2.2流化床技术

流态化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，很适合燃烧水分大、热值低的生物质燃料。流化床燃烧技术是一种相当成熟的技术，在矿物燃料的清洁燃烧领域早已进入商业化使用。将现有的成熟技术应用于生物质的开发利用，在国内外早已进行了广泛深入的研究，并已进入商业运行。

目前，国外采用流化床燃烧技术开发利用生物质能已具有相当的规模。美国爱达荷能源产品公司已经开发生产出燃生物质的流化床锅炉，蒸汽锅炉出力为4.5~50t/h，供热锅炉出力为36.67MW;美国CE公司利用鲁奇技术研制的大型燃废木循环流化床发电锅炉出力为100t/h，蒸汽压力为8.7MPa;美国B&W公司制造的燃木柴流化床锅炉也于20世纪80年代末至90年代初投入运行。此外，瑞典以树枝、树叶等林业废弃物作为大型流化床锅炉的燃料加以利用，锅炉热效率可达到80%;丹麦采用高倍率循环流化床锅炉，将干草与煤按照6：4的比例送入炉内进行燃烧，锅炉出力为100t/h，热功率达80MW。

我国自20世纪80年代末开始，对生物质流化床燃烧技术也进行了深入的研究，国内各研究单位与锅炉厂合作，联合开发了各种类型燃生物质的流化床锅炉，投入生产后运行效果良好，并进行了推广，还有许多出口到了国外，这对我国生物质能的利用起到了很大的推动作用。例如华中科技大学根据稻壳的物理、化学性质和燃烧特性，设计了以流化床燃烧方式为主，辅之以悬浮燃烧和固定床燃烧的组合燃烧式流化床锅炉，试验研究证明，该锅炉具有流化性能良好、燃烧稳定、不易结焦等优点，现已经获得国家专利。

3生物质成型燃料燃烧技术

生物质成型燃料体积小，密度大，储运方便，并且燃料致密，无碎屑飞扬，使用方便、卫生，燃烧持续稳定、周期长，燃烧效率高，燃烧后的灰渣及烟气中污染物含量小，是一种清洁能源。然而目前我国生物质成型燃料的规模仍然不大，成型燃料的压制设备仍不成熟，成本较高，目前还只是作为采暖、炊事及其他特定用途的燃料，使用范围还有待拓展。

生物质成型燃料与常规生物质和煤相比，其燃烧特性都有很大差别。生物质成型燃料燃烧过程中炉内空气流动场分布、炉膛温度场和浓度场分布、过量空气系数大小、受热面布置等都需要重新设计考虑。国外如日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型，并形成了产业化，在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用。这些国家的生物质成型燃料燃烧设备具有加工工艺合理、专业化程度高、操作自动化程度好、热效率高、排烟污染小等优点。我国自20世纪80年代开始进行生物质成型燃料燃烧技术的研究和开发，目前已经取得了一系列的成果和进展，但是相关技术与国外仍存在较大的差距。当前直接引进国外先进技术并不适合我国国情，国外大部分都是采用林业残余物(如木材等)压制成型燃料，这与我国生物质资源主要以农作物秸秆为主的情况并不相符，开发具有我国自主知识产权的高效经济的生物质成型燃料燃烧技术将是我国未来发展的一个重要方向。

原标题：生物质燃烧技术现状与展望

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