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第28卷第12期　2006年12月水利电力机械

WATERCONSERVANCY&ELECTRICPOWERMACHINERY

Vol.28　No.12

Dec.2006

流化床秸秆燃烧技术研究与开发

Developmentandresearchofthestrawcombustionforbedboiler

秦建光,余春江,,,QINJian2guang,YQMeng2xiang,LUOZhong2yang

,浙江杭州　310027)

(ofCleanEnergyUtilizationofZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

摘　要:介绍了秸秆生物质在我国大规模燃烧利用的重要意义以及研究发展现状。为了解决秸秆燃烧应用中的技术难题,深入地研究了秸秆的基本燃烧特性和动态燃烧过程,特别对秸秆燃烧中由碱金属引发的低温灰熔融现象和过热器金属材料的高温腐蚀问题进行了针对性研究。简要论述了由浙江大学结合国内研究和国外相关运行经验教训而自主开发的循环流化床秸秆燃烧技术和工程示范项目。关键词:秸秆;生物质;燃烧;循环流化床;碱金属问题

中图分类号:TK6　　　文献标识码:A　　　文章编号:1006-6446(2006)12-0070-06

Abstract:TheimportanceoflargescalestrawcombustioninChinaanditsR&Dstatuesispresented.Tosolvethetechnicalproblemswithstrawcombustionapplication,thecommoncombustioncharacteristicsanddynamicprocessofstrawcombustionareintenselystudied.Specially,theseriouslowtemperatureashmeltingphenomenonandhightemperaturecorrosionofsuper-heatermetalmaterialcausedbyalkalifromstrawarestudiedindetail.Abriefintro2ductiontoanewcirculatingfluidizedbedstrawcombustiontechnologydevelopedbyZhejiangUniversityanditsin2dustrialapplicationaregiven,whichtakesintoaccountthelessonsandexperiencesfrombothdomesticresearchandoverseapractice.

Keywords:straw;biomass;combustion;circulatingfluidizedbed;alkaliproblem

1　生物质资源利用的意义

能源问题和环境问题是21世纪人类面临的两

[1]

大重要问题,常规能源资源短缺和利用中严重的环境污染已经成为制约我国经济增长和社会可持续

[2]

发展的主要因素。生物质能源由于具有资源丰富、可再生且分布地域广、可实现CO2零排放、大气污染物排放少等优点,被认为是21世纪最有前景的

[3]

绿色可再生能源之一。

广义的生物质包括各种农林业废弃物和生活垃圾、有机废水等,本质上是直接或者间接来源于光合作用产生的富含化学能的有机物质。现在每年全球靠光合作用就能产生1200亿t生物质,但是人类仅利用了每年生物质产量的7%左右。我国是一个农业大国,农作物秸秆是我国生物质资源的主体,每年

收稿日期:2006-10-23

可产生7.05亿t秸秆,占我国生物质资源的一半以上,这是我国生物质资源区别于其他国家的重要特征。目前,我国的秸秆资源除了一部分用作还田肥料和动物饲料外,大部分都废弃或者就地焚烧,不但浪费了宝贵的能源,也给空气带来污染,甚至影响

[5,6]

公路交通和民航运行。如果能够采用合适的技术高效利用秸秆中蕴涵的绿色能源,不但能得到可观的高品位能源,还有显著的环保效益。另一方面,秸秆能源化产业还能有效增加农民收入,缓解农村就业形式,从而有利于解决“三农”问题和新农村建[7,8]设。

[4]

2　利用现状和问题

以秸秆为代表的生物质大规模能源转化途径目前主要有生化转化和热化学转化两大类。生化转化

作者简介:秦建光(1980-),男,山东潍坊人,浙江大学能源清洁利用国家重点实验室在读博士研究生,主要从事生物质秸秆燃烧问题研究。

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第28卷第12期秦建光,等:流化床秸秆燃烧技术研究与开发 71

利用发酵等生物化学工艺,存在着生产率低和工艺要求高、稳定性差等问题,并在分解破坏秸秆牢固的有机聚合结构中存在着转化率低、成本高等问题。目前,仅在户用沼气生产中得到广泛应用,以秸秆为原料的生化转化过程尚处于研发阶段。热化学转化利用高温破坏生物质原始结构,具有生产率高、生产强度大和成本低等优势。从工艺上分类有燃烧、热解、气化、直接间接液化等类型。目前,在秸秆大规化发电,[9]

,最具产业化前景。

生物质直接燃烧技术根据燃料构成可分为生物质和化石燃料混烧技术和以生物质为单一燃料的直接燃烧技术。根据燃烧形式可分为流态化方式燃烧、悬浮燃烧方式燃烧和层燃方式燃烧等类型。如果以生物质燃料中碱金属含量为判断依据,则可分为以木质燃料为代表的低碱生物质燃烧和以秸秆为代表的高碱生物质燃烧2种类型。

现今较大规模的生物质燃烧发电工程主要集中在欧美等一些发达地区,但是,由于资源情况的不同,在这些燃烧利用工程中,大多数以木质类原料如枝条、木片、废弃木材等为主要燃料,仅仅有小部分掺烧少部分的农作物秸秆。对于秸秆类生物质的燃烧技术,目前则以丹麦的水冷振动炉排技术为代表。丹麦由于国内资源特点和对能源供应可持续性的深刻认识,很早就开始了秸秆大规模燃烧方面的开发

[10]

和应用。目前,丹麦已建成100多家秸秆发电厂,每年燃用75万t以上的秸秆。丹麦秸秆热电站规模不同,但共同点是设计燃料为麦秆,燃料运输和贮存采用标准的捆包形式,燃烧系统为振动炉排炉,进料采用秸秆捆直接推入炉膛的“雪茄式”燃烧,或者采用先将秸秆捆分散破碎然后给入炉排上方的方[11]式,如图1、图2所示。

需要指出的是,秸秆的燃烧并不如人 …… 此处隐藏：5867字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……