高湿燃料燃烧系统计算与设计(2)
时间:2018-05-30 19:31 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2 生物质能源的特点 广义上讲，生物质能源指的是植物通过光合作用固定于地球的太阳能。据估计，地球上植物每年通过光合作用固定的碳达2×1011t，含能量3×1018kJ，可开发的能源相当于全世界每年耗能的10倍[2],由此说明生物质能具有极其丰富的储量。而目前生物质作为能源的利用量还不到其总量的1%， 因此生物质能源具有极其巨大的开发空间。具体来说,生物质的种类很多, 包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。植物类中有木材、农作物废料(秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。与煤相比，生物质通常含有很低的灰分，几乎不含硫，污染很小。除此之外，生物质能的利用不仅不会对环境造成损害，而且有利于改善已经被破坏的生态环境。因为开发利用生物质能需要加大对植被的要求，有利于吸收CO2，缓解温室效应；生物质的利用能促进城市有机废弃物的回收，废水的治理；生物质能中的沼气发酵系统能充分利用农村的有机废弃物，降低农业资源消耗等。 1.3 生物质能源的现状 我国生物质能资源相当丰富，理论生物质能资源约有50亿吨标准煤，是我国目前总能耗的4倍左右[3-4],仅仅农作物的秸秆产量每年约为6.5亿吨；薪柴和林业废弃物可开发量每年达到6亿吨以上[5]；森林每年可以提供9000万吨薪柴，实际上每年的开发量仅仅为1.8亿吨[6]。而同时因为生物质没有有效利用造成了巨大的浪费，例如每年因为无法处理的剩余农作物秸秆在田间直接焚烧的超过2亿吨，造成了资源的浪费及空气污染。为了减少温室效应气体的排放和促进资源的有效利用，我国于2006年开始实施《中华人民共和国可再生能源法》,为生物质能等可再生能源的广泛应用提供了制度和法律保证。 世界许多国家也都制定了各自的开发研究计划，如印度的绿色能源工程、日本的阳光计划、巴西的酒精能源计划、美国的能源农场和等发展计划，并形成了各具特色的开发体系，拥有各自的技术优势[7-9]。 并且美国、丹麦等国家正在大规模推广利用生物质能发电，这也是我国目前正在推广的一项新技术。我国早期在生物质的开发应用上取得了一定的突破，但其他技术如热解裂化，直接燃烧等工业技术还无突破性进展。 1.4 生物质直接燃烧技术 生物质燃料特性与化石燃料具有较大不同，因此两者的燃烧过程也具有明显的差异：例如生物质水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温度和干燥时间；挥发分含量高，在温度较低时已经大量析出并燃烧，因此必须供应充足的空气量来降低化学不完全燃烧热损失；挥发分燃尽后，焦炭的燃烧速度很慢，需要采取适当的措施来减少其机械不完全燃烧损失；产生烟气体积大，排烟热损失高；密度小，悬浮燃烧比例高；发热量低，炉内温度低，组织稳定燃烧比较困难。 生物质直接燃烧技术中，适用于大规模集中利用的是锅炉燃烧。按照锅炉燃用生物质品种的不同，生物质锅炉可以分为：木材炉、薪柴炉、秸秆炉、垃圾焚烧炉等；按照其燃烧方式的不同又可分为流化床锅炉、层燃炉等。与炉灶燃烧相比，锅炉燃烧不仅可以利用先进的燃烧技术提高利用效率，而且在配合烟气脱硫、脱硝设备后可以显著降低污染物的排放。正确掌握生物质的燃烧特性有利于生物质能的合理开发和利用。 1.4.1 生物质直接燃烧流化床技术 国外应用流化床技术来开发生物质能已经趋于成熟。采用的的流化床技术来开发生物质能已经具有相当的规模和一定的运行经验。例如美国爱达荷能源公司已经开发出的燃生物质媒体流化床锅炉，美国CE公司利用鲁奇技术研制的大型燃废木循环流化床锅炉；此外还有瑞典的以树枝树叶等林业废弃物作为燃料的大型流化床锅炉，以及丹麦的以干草和煤作为燃料的高倍率循环流化床锅炉[10]。 (责任编辑：qin) |