我國是最大的發(fā)展中國家,9億人口在農(nóng)村,秸稈和薪柴等生物質(zhì)能是農(nóng)村的主要生活燃料。農(nóng)村用能水平的提高和大氣及室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善是構(gòu)建和諧社會的重要組成部分。
自八十年代開展改灶節(jié)柴工作以來,我國農(nóng)村用能水平取得了顯著的成就。但由于各地農(nóng)村的發(fā)展不平衡,在許多地區(qū),一些農(nóng)村至今還使用著傳統(tǒng)的舊灶,甚至連煙囪都沒有。這些灶一般投資省,但效率低,熱效率經(jīng)常10-20%左右。在廚房中的爐灶,常常柴草浪費,煙熏火燎,污染嚴重,有損身體健康。還有一些地區(qū)的農(nóng)戶常年使用含氟(砷)、硫很高的煤炭用于炊事、采暖和烘干糧食,因此而引起各種各樣的地方病。盡管煤炭等商品能源在農(nóng)村的使用迅速增加,但秸稈和薪柴等生物質(zhì)能占農(nóng)村總能耗的三分之二,其絕大部分是以直接燃燒方式消耗的,能源利用效率極低,但是如果采用木屑顆粒機增值加工后,將是很好的廢物再利用、木屑顆粒機生產(chǎn)的生物質(zhì)顆粒燃料產(chǎn)品如下所示:
![橡木生物質(zhì)顆粒燃料](http://m.hyaqg.cn/uploads/120926/1-1209262044325Z.jpg)
![玉米秸稈生物質(zhì)顆粒燃料](http://m.hyaqg.cn/uploads/120926/1-120926200409531.jpg)
![木屑顆粒機](http://m.hyaqg.cn/uploads/120927/1-12092F95030N8.gif)
目前我國農(nóng)村采用的生物質(zhì)鍋爐和火灶,大都是傳統(tǒng)樣式,這類燒柴爐灶的爐內(nèi)的火焰存在著大量的沒有完全燃燒的揮發(fā)分和濃煙等成份,而損失在大氣中。每次投料時,初期空氣量不足,造成床層內(nèi)的氣化產(chǎn)物和大量的揮發(fā)物質(zhì)得不到充分燃燒,而變成黑色的濃煙排入大氣,浪費能源而又污染環(huán)境;后期的空氣量過剩,使得煙氣帶走的能量損失增多。此外,還帶來了爐內(nèi)的火力不均,燃燒溫度周期性變化。
![生物質(zhì)鍋爐 生物質(zhì)鍋爐](http://m.hyaqg.cn/uploads/allimg/121001/1-121001133546101.jpg)
農(nóng)村炊事舊灶雖然形式較多,各地亦有差異,但總的特點是熱效率低,柴草浪費嚴重,并污染室內(nèi)環(huán)境。主要是:1.通風不合理。舊式灶沒有通風道,只靠灶門通風,從灶門進來的空氣不能直接通過燃料層與燃料混合均勻,還帶走部分熱量。2.鍋臺高,吊火高,舊灶為做飯方便和添柴方便,鍋臺較高,使火焰不能充分接觸鍋底,大量的熱都散失掉了。3.灶膛大,灶門大,排煙口大。灶膛大,火力分散,散熱損失大,燃燒溫度低。大灶門使大量的冷空氣進入,增加了排煙損失,降低了燃燒室內(nèi)溫度。排煙口大使灶膛內(nèi)負壓過大,是燃料的揮發(fā)分析出后往往不經(jīng)燃燒就逸出,減少了高溫煙氣的停留時間。由于這些不合理結(jié)構(gòu),使柴草不能充分燃燒,并且柴草釋放出來的熱量不能充分利用,造成大量浪費。而且對環(huán)境造成嚴重的污染,特別是導致室內(nèi)空氣質(zhì)量非常差,CO超標有時達10-100倍。
近年農(nóng)村的節(jié)能技術(shù)工作有了一些進展,創(chuàng)造了各種形式的節(jié)柴灶(或爐)。但從燃燒過程上分析,其中絕大多數(shù)爐型仍屬傳統(tǒng)模式,實質(zhì)上沒有多大差別。從節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的觀點,采用新的燃燒模式,改進民用薪柴爐灶以替換舊的燃燒方式是一項緊迫的任務(wù),其意義重大,涉及千家萬戶,有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所開發(fā)的專用顆粒成型燃料民用爐灶,為小型木煤氣發(fā)生爐和燃燒灶具兩部分的組合。在氣化區(qū),利用空氣使顆粒成型燃料轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w(木煤氣),空氣中的氧與碳發(fā)生作用。為保證得到高質(zhì)量的木煤氣、在設(shè)計氣化爐灶時,必須充分考慮應(yīng)有足夠灼熱炭層。在專用爐灶中燃燒木片及顆粒成型燃料,其燃燒的熱效率顯著提高,超過10%,專用爐灶使用顆粒成型燃料的熱效率達30%左右。顆粒成型燃料在民用爐灶上應(yīng)用是完全可行的,燃燒穩(wěn)定,熱效率高,具有在廣大農(nóng)村、林區(qū)居民中應(yīng)用推廣的開發(fā)前景。
北京某爐業(yè)中心從2000年開始研發(fā)農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)顆粒燃料及其燃燒供暖設(shè)備。通過燃料的最佳配方和科學的壓制方法,將其加工成一種顆粒狀(直徑8mm,長2,5~3cm)的燃料,并成功地研制出了能夠連續(xù)自動和高效潔凈燃燒普通農(nóng)作物秸稈顆粒燃料的SWN-1型生物質(zhì)自動燃燒器,技術(shù)特點是:把國外的”上喂料內(nèi)燃式”改進為”下喂料半氣化外燃式”,用螺旋機械實現(xiàn)下喂料,把熔渣從爐膛上端頂出,由旋轉(zhuǎn)式撥渣桿把灰渣撥去,落入沉渣室。這樣的爐子既能保證燃料充分燃燒,又能自動清渣,達到了預(yù)期的目的。以其為核心,還制成了暖風壁爐、水暖爐、炊事爐等系列爐具,均取得了滿意效果。
我國市場上經(jīng)常見到的生物質(zhì)爐,在新農(nóng)村建設(shè)中推廣廣泛。
這是由我國常見的生物質(zhì)氣化直燃式節(jié)能爐,氣化燃燒分開,木質(zhì),玉米芯,生物質(zhì)成型燃料都可利用。炊事爐熱效率高,是過去農(nóng)村傳統(tǒng)炊事爐具熱效率的二倍多。