采用現(xiàn)代鍋爐技術(shù)利用生物質(zhì)能源，近年來得到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，國內(nèi)許多研究機構(gòu)對這項技術(shù)進行了研究。生物質(zhì)能源具有可再生、低污染、分布廣、儲量大等優(yōu)勢，我國生物質(zhì)資源豐富，這為鍋爐利用生物質(zhì)能源提供了燃料保障。本文對鍋爐利用生物質(zhì)能源的技術(shù)應(yīng)用進行探討，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、生物質(zhì)資源的主要類型及處理方式
1.1生物質(zhì)資源的主要類型
    ①農(nóng)林生物質(zhì)
   農(nóng)林生物質(zhì)主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物的殘余物，如稻草、稻殼、麥秸、玉米稈等，以及樹木剪枝、林業(yè)采伐及林產(chǎn)品殘余物、薪炭林、木屑、樹皮、針葉、木塊等。我國秸稈資源量已超過7.2×108t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約3.6x108t，其中約1.2×108t用于飼料、造紙、紡織和建材等外，其余6×108t均可作為能源，我國年均薪柴產(chǎn)量約1.27×108t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.74×108t。近年來，國外發(fā)展了以能源為目的的植樹造林活動和種植能源型作物，其中包括輪伐期短的速生林木，這些做法對我國在生物質(zhì)能源利用方面提供了很好的借鑒。
    ②城鎮(zhèn)生活和工業(yè)垃圾
    我國城鎮(zhèn)人口眾多，產(chǎn)生的生活及工業(yè)垃圾量巨大。截至2010年，我國城鎮(zhèn)生活垃圾資源總量達(dá)到2.3 x108 t，采用鍋爐技術(shù)，以城鎮(zhèn)生活和工業(yè)垃圾及其有機廢棄物作為燃料的發(fā)電技術(shù)，對降低環(huán)境污染、提高垃圾資源利用率具有重要意義。
1.2處理方式
    目前，生物質(zhì)資源的處理方式主要有生物質(zhì)氣化技術(shù)、固化成型技術(shù)。該技術(shù)采用氣化的方法將農(nóng)林生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為可燃?xì)怏w，氣化效率達(dá)到了72%～75%，燃?xì)獾蜔嶂颠_(dá)到5MJ/m3。生物質(zhì)固化成型技術(shù)是將農(nóng)林生物質(zhì)粉碎后，通過成型設(shè)備加工成顆粒、塊、棒、片等形狀直接燃燒。固化成型技術(shù)的工藝、設(shè)備簡單，燃料便于儲存和長途運輸，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。這種技術(shù)不需特殊的燃燒設(shè)備，對現(xiàn)有鍋爐設(shè)備進行簡單改造即可，技術(shù)經(jīng)濟性能相對較高。
2、鍋爐利用生物質(zhì)能源的主要技術(shù)
    現(xiàn)代化鍋爐技術(shù)利用生物質(zhì)能源，主要應(yīng)用于供熱、發(fā)電項目，不宜直接提供燃料。其中應(yīng)用較為廣泛的是直接燃燒技術(shù)、農(nóng)林生物質(zhì)的熱解氣化技術(shù)。
    ①直接燃燒技術(shù)
    直接燃燒技術(shù)路線見圖2。直接燃燒技術(shù)的應(yīng)用主要集中在鍋爐垃圾焚燒、固化燃料燃燒。垃圾焚燒是將生活和工業(yè)垃圾經(jīng)過分類處理后，應(yīng)用鍋爐設(shè)備或其他特殊的垃圾焚燒設(shè)備進行處理，燃燒產(chǎn)生的能量可用于集中供熱和發(fā)電。燃燒方法主要有爐床燃燒、爐排燃燒、回轉(zhuǎn)窯爐燃燒、多級爐燃燒、流化床燃燒。無論采用何種燃燒方式，煙氣中都含有硫氧化物、氯化氫、粉塵及焦油等，從而產(chǎn)生受熱面腐蝕及粉塵、焦油附著問題，因此受熱面的選材和溫度控制就顯得尤為重要。
    固化燃料燃燒是把生物質(zhì)固化成型后，采用鍋爐設(shè)備進行直接燃燒，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%~30%．而將生物質(zhì)制成顆粒后經(jīng)燃燒器燃燒，熱效率可達(dá)到87%～89%。這種方法主要優(yōu)點是采用的燃燒沒備是傳統(tǒng)的定型產(chǎn)品，比較適合對原有燃燒設(shè)備進行節(jié)能改造時，在不重復(fù)投資前提下，以生物質(zhì)燃料代替煤，實現(xiàn)節(jié)能和提高環(huán)保性。
    ②熱解氣化技術(shù)
    熱解氣化技術(shù)是將農(nóng)林生物質(zhì)在缺氧或微氧狀態(tài)下通過高溫化學(xué)反應(yīng)，將其分解成可燃?xì)怏w，作為鍋爐設(shè)備的燃料，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換：目前熱解氣化技術(shù)主要用于發(fā)電：某秸稈發(fā)電廠鍋爐與熱解氣化裝置結(jié)構(gòu)見圖3．伸-：這種熱解氣化裝置在結(jié)構(gòu)上類似往復(fù)爐排，秸稈在熱解氣化裝置內(nèi)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，燃?xì)鈴腻仩t底部進入燃燒室進行燃燒。作為熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的一種工藝方法，熱解氣化技術(shù)利用熱解氣化裝置將農(nóng)林生物質(zhì)經(jīng)過轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的燃?xì)庵苯庸┙o鍋爐設(shè)備燃燒。以熱化學(xué)為基礎(chǔ)的熱解氣化技術(shù)，強化了生物質(zhì)的能量密度和能量強度，提高r其利用品位。
3、熱解氣化反應(yīng)及農(nóng)林生物質(zhì)特性
3.1熱解氣化反應(yīng)
    農(nóng)林生物質(zhì)由碳、氫、氧等元素組成，并含有一定量的水分，其熱解氣化是在熱解裝置內(nèi)完成的。在熱解裝置內(nèi)，隨著溫度的升高，產(chǎn)生的氣體通過還原區(qū)，反應(yīng)生成含CO、H2、CH4等組分的可燃?xì)怏w。整個反應(yīng)過程比較復(fù)雜，而且隨著熱解裝置的類型、工藝流程、反應(yīng)條件、催化劑的種類、生物質(zhì)原料的性質(zhì)和粉碎等級的不同，反應(yīng)過程也不相同。
3.2農(nóng)林生物質(zhì)特性
    ①農(nóng)林生物質(zhì)熱解氣化反應(yīng)過程中，近75%的纖維素和半纖維素分解形成揮發(fā)分。纖維素分解后的熱解氣化物含量豐富，主要成分有焦油、木酸、烷類等重分子及其他可燃?xì)怏w，重分子物質(zhì)在熱態(tài)下以氣態(tài)形式存在。在一定條件下，重分子裂解燃燒可釋放出能量，在高于600℃時，則發(fā)生再裂解反應(yīng)，產(chǎn)生部分可燃?xì)怏w。在這部分可燃?xì)怏w中焦油、木酸含量下降。熱解氣化物燃燒釋放的熱量使燃燒溫度高達(dá)1500℃，在特殊燃燒條件下可達(dá)1700℃，而農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒溫度僅為600 - 700℃。
    ②農(nóng)林生物質(zhì)中的灰分隨生物質(zhì)的種類、產(chǎn)地的不同而不同，并受種植條件的影響。熱解氣化物中，都含有硫氧化物、氯化氫、焦油及碳等，因此在燃燒前需要進行凈化處理，燃燒過程中產(chǎn)生的粉塵雖然較少，但在煙氣排人大氣之前還是要進行除塵處理。由于燃燒過程中還存在鍋爐受熱面的腐蝕及粉塵、焦油附著問題，因此受熱面的選材、溫度控制及有效地除灰就尤為重要。
4、技術(shù)經(jīng)濟要求
    ①鍋爐利用生物質(zhì)能源的技術(shù)要求和造價較高。從能量利用的角度出發(fā)，適合大規(guī)模應(yīng)用，且適用于供熱、發(fā)電，不宜直接提供燃料。在生物質(zhì)資源的選擇上需要進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇那些發(fā)熱量較高的生物質(zhì)作為能量轉(zhuǎn)化對象。
    ②生物質(zhì)資源供應(yīng)的組織和儲備工作是應(yīng)用中最為重要的環(huán)節(jié)之一，是保證鍋爐設(shè)備持續(xù)經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)。由于生物質(zhì)資源的季節(jié)性比較強，因此生物質(zhì)能源應(yīng)用工程應(yīng)保證較為充足的原料供應(yīng)。
    ③生物質(zhì)資源應(yīng)就地利用，以減少原料的能量衰減和運輸費用。生物質(zhì)原料的發(fā)熱量較低，密度相對較小，在運輸同樣熱量燃料的情況下，生物質(zhì)原料需要花費的運輸費用要比其他燃料高出許多。
    ④合理確定生物質(zhì)原料的儲存時間，避免原料能量的衰減。農(nóng)林生物質(zhì)越冬長期存放，生物質(zhì)中的低碳聚合物自然揮發(fā)逸出，易導(dǎo)致能量衰減。
    ⑤對農(nóng)林生物質(zhì)熱解氣化過程中產(chǎn)生的殘余物進行有效處理，避免造成環(huán)境污染。雖然生物質(zhì)能源屬于潔凈環(huán)保能源，但熱解氣化產(chǎn)生的黑液易溶于水，很難分離，而且熱解氣化物燃燒產(chǎn)物中含有硫氧化物、氯化氫、粉塵、焦油等物質(zhì)。
5、結(jié)語
    鍋爐利用生物質(zhì)能源作為生物質(zhì)利用的主要途徑之一，在能量轉(zhuǎn)化技術(shù)中，生物質(zhì)能量密度和能量強度的提高是需要關(guān)注的重要目標(biāo)。工程項目應(yīng)該具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，有足夠的生物質(zhì)原料供應(yīng)，能夠保證設(shè)備持續(xù)、可靠地運行。相關(guān)設(shè)備在運行過程中應(yīng)該具有實用性、可操作性、可靠性，環(huán)保性必須要引起足夠的重視。
（轉(zhuǎn)載請注明：富通新能源生物質(zhì)鍋爐http://m.hyaqg.cn/swzrlslkl/）