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生物質(zhì)顆粒的燃燒過程

直接燃燒是一種比較常用的、直接的和商業(yè)可行的從生物質(zhì)中提取能量的方式。從供能植物到農(nóng)業(yè)渣滓和廢棄材料，燃燒系統(tǒng)幾乎利用了各種形式的生物燃料。而它們的燃燒過程相當(dāng)，一般分為4個過程：

　　1、生物質(zhì)中水的蒸發(fā)過程，即使經(jīng)過數(shù)年干燥的木材，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中仍含有15%~20%的水；

　　2、生物質(zhì)中氣/汽化成分的釋放，這不僅僅是煙囪中釋放的氣體，還包括部分可供燃燒的蒸汽混合物和蒸發(fā)的焦油；

　　3、釋放的氣體與空氣中的氧在高溫下燃燒，并產(chǎn)生高溫分解物的噴射；

　　4、木材中的剩余物（主要是碳）燃燒，在完全燃燒條件下，木材中的能量完全釋放，木材完全轉(zhuǎn)變?yōu)榛覡a。

　　這一過程的主要問題是低效率。如上所述，溢出的火苗和可燃燒氣體使絕大多數(shù)的熱無法利用而白白浪費(fèi)。以木材燃燒制沸水過程而言，1立方米干木材含10GJ能量，而使1L水提高1℃需要412KJ的熱能，所以煮沸1L水需要少于400KJ的能量，數(shù)值上僅相當(dāng)于40立方厘米的木材僅是一根小樹枝而已?？蓪?shí)際上在一個小的火爐上，我們大概需要至少50倍的木材，即效率不超過2%。選擇使用生物質(zhì)燃料顆粒的企業(yè)除了燃燒機(jī)自身帶來的節(jié)能環(huán)保，在用料上也是為了環(huán)境環(huán)保效益。

生物質(zhì)顆粒特點(diǎn)：

1、使用燃料：木屑顆?；蚪斩掝w粒生物質(zhì)燃料。

2、沸騰式半氣化燃燒加切線旋流式配風(fēng)設(shè)計(jì)，使得燃料及燃燒完全。

3、設(shè)備在微壓狀態(tài)下運(yùn)行不發(fā)生回火和脫火現(xiàn)象。

4、熱負(fù)荷 調(diào)節(jié)范圍寬：燃燒機(jī)熱負(fù)荷可在額定負(fù)荷的30%-120%范圍內(nèi)快速調(diào)節(jié)，起動塊反應(yīng)靈敏。

5、無污染環(huán)保效益明顯：以可再生生物質(zhì)能源為燃料，實(shí)現(xiàn)了能源的可持續(xù)利用。采用低溫分段燃燒技術(shù)、煙氣中氮的氧化物、2氧化硫、灰塵等排放低，是煤爐等徍的替代品。

6、無焦油、廢水等各種廢棄物排放：采用高溫燃?xì)庵苯尤紵夹g(shù)，焦油等以氣態(tài)的形式直接燃燒， 解決了生物質(zhì)氣化焦油含量高的技術(shù)難題，避免了水洗焦油帶來的水質(zhì)二次污染。

7、操作簡單、維護(hù)方便：采用自動給料，風(fēng)力除灰，操作簡單，工作量小，單人值班即可。

8、投資省，運(yùn)行費(fèi)用低：生物質(zhì)燃燒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，用于各種鍋爐時改造費(fèi)用低。

生物質(zhì)顆粒燃料熱值與原料有關(guān)

1、農(nóng)業(yè)原料如：秸稈類、花生殼、等等，農(nóng)業(yè)原料的顆粒燃料熱值一般在3000-4200KCAL/KG左右。

　　2、林業(yè)原料如：鋸沫、竹粉、樹葉（松針熱值很高）、樹皮等等，林業(yè)原料的顆粒燃料熱值普遍較高在4200-5000KCAL/KG左右。但是林業(yè)類的顆粒燃料經(jīng)過碳化后其熱值不低于7000KCAL/KG，而標(biāo)準(zhǔn)煤的要求熱值也就是7000KCAL/KG。在未來一段時間內(nèi)，進(jìn)行國家層面的生物質(zhì)資源評估，對生物質(zhì)能源企業(yè)加強(qiáng)環(huán)境考核，研究關(guān)鍵技術(shù)，建立法律、法規(guī)和加強(qiáng)國家支持力度等有效手段，解決處理好生物質(zhì)能源發(fā)展說面臨的各種問題，為我國能源戰(zhàn)略與環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。

　　3、還有的工業(yè)廢料如：污水處理廠的污泥，煙廠的煙渣，藥廠的藥渣，牲畜的糞便，醋廠的醋渣，糖廠的糖渣等等，只要是植物，均可加工成生物質(zhì)顆粒燃料。這些因?yàn)樵系牟淮_定性，熱值也會有所差異。

生物質(zhì)顆粒燃燒的四個階段

1、預(yù)熱階段：把生物質(zhì)燃燒顆粒送進(jìn)燃燒設(shè)備后，用特定的點(diǎn)火方式引燃表面的可燃物，環(huán)境溫度會逐漸升高。

     2、干燥階段：水會在逐漸升高的環(huán)境溫度中蒸發(fā)，使生物質(zhì)變得干燥，同時干燥的部分繼續(xù)吸熱增溫。

     3、揮發(fā)分析出燃燒階段：當(dāng)溫度達(dá)到106-110℃時，表面的揮發(fā)分會以氣體的形式被析出，燃料的結(jié)構(gòu)也開始變得蓬松； 溫度進(jìn)一步升高，當(dāng)達(dá)到260-370℃時，揮發(fā)分首先著火燃燒。也就是說要具備溫度和濃度這兩個前提條件的情況下，才能燃燒。

     4、焦炭燃燒階段：隨著揮發(fā)分的減少，焦炭逐漸與氧接觸，使焦炭開始燃燒，在焦炭的燃燒過程中會不斷地產(chǎn)生灰分，燃料內(nèi)層的焦炭被這些灰分包裹，阻止其繼續(xù)燃燒。此時，若不時地?cái)噭踊蚣訌?qiáng)爐膛中的供風(fēng)，都能使剩余的焦炭繼續(xù)燃燒。

    以上便是生物質(zhì)燃燒顆粒的燃燒過程，這個四個過程往往被分為兩大類：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)包括上文所講的預(yù)熱、干燥和揮發(fā)分析出這三個階段，而放熱反應(yīng)則指第四個階段——焦炭燃燒階段。了解了上面所講的四個階段，才能將其燃燒的更充分，更加節(jié)約資源。以秸稈為例，秸稈被鋸末制粒機(jī)壓成壓塊燃料之后，燃燒效率由20%提高到80%以上。