环保煤

生物[1]  质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工。原料的密度一般为 0.1—0.13t/m3，成型后的颗粒密度 1.1—1.3t/m3，方便储存、运输，且大大改善了生物质的燃烧性能。

生物质燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。

据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准，若以其中间分类值为例，则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性：生物质颗粒的直径一般为6~10毫米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量小于15%，灰分含量小于2%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加剂，则应为农林产物，并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值，但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。

生物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等，其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。以美国、瑞典和奥地利等国为例，生物能源的应用规模，分别占该国一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美国，生物能源发电的总装机容量已超过1MW，单机容量达10～25MW；在欧美，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。

中国也十分重视生物能源的开发和利用。20世纪80年代以来，中国政府一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提高。但中国生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目[1]，对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。

国内部分高校和科研机构开展了生物质颗粒成型技术的研究，取得了一定成绩。但是，生物质能源颗粒产品在中国推广应用还很少，为了使中国生物质能源颗粒尽快产业化和商业化，我们对其推广应用中存在的问题进行了分析，并探讨了解决的对策与方法。

1，生物质颗粒燃料发热量大，发热量在3900~4800千卡/kg左右，经炭化后的发热量高达7000—8000千卡/kg。

2， 生物质颗粒燃料纯度高，不含其他不产生热量的杂物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3%，***不含煤矸石，石头等不发热反而耗热的杂质，将直接为企业降低成本。

3， 生物质颗粒燃料不含硫磷，不腐蚀锅炉，可延长锅炉的使用寿命，企业将受益匪浅。

4， 由于生物质颗粒燃料不含硫磷，燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，因而不会导致酸雨产生，不污染大气，不污染环境。

5， 生物质颗粒燃料清洁卫生，投料方便，减少工人的劳动强度，极大地改善了劳动环境，企业将减少用于劳动力方面的成本。

6， 生物质颗粒燃料燃烧后灰碴极少，极大地减少堆放煤碴的场地，降低出碴费用。

7， 生物质颗粒燃料燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥，可回收创利。

8， 生物质颗粒燃料是大自然恩赐于我们的可再生的能源，它是响应中央号召，创造节约性社会。

生物质颗粒作为一种新型的颗粒燃料以其特有的优势赢得了广泛的认可；与传统的燃料相比，不仅具有经济优势也具有环保效益，完全符合了可持续发展的要求。

首先，由于形状为颗粒，压缩了体积，节省了储存空间，也便于运输，减少了运输成本。

其次，燃烧效益高，易于燃尽，残留的碳量少。与煤相比，挥发份含量高燃点低，易点燃；密度提高，能量密度大，燃烧持续时间大幅增加，可以直接在燃煤锅炉上应用。

除此之外，生物质颗粒燃烧时有害气体成分含量极低，排放的有害气体少，具有环保效益。而且燃烧后的灰还可以作为钾肥直接使用，节省了开支。

　生物质锅炉高温腐蚀集中发生在后拱水冷壁以上部位，腐蚀的程度惨不忍睹，高温腐蚀造成的水冷壁爆管事故频发，造成了巨大的经济损失，引起了***和技术人员的高度重视。

　　经过科研单位、生物质锅炉厂家技术人员研究决定，采取降低播料风压、减少炉排高端燃料、去除水冷壁节流圈、加强热交换等措施，未见明显效果，反而使燃烧不完全程度增加，灰渣生料排出，生物质锅炉效率降低，具体分析如下：

　　1．高温腐蚀生成的条件

　　(1)炉膛温度在1200'C以上，高于烟气、灰的熔点。

　　(2)燃料灰分所携带的碱金属浓度含量。

　　(3)生物质燃烧，经过一系列的化学变化，生成的还原性气氛里有氯硫化合物存在。

　　(4)携灰烟气在炉内的停留时间长。

　　(5)高浓度的碱金属烟气在炉内的运动形式。涡流、流改变了烟气速度，紊乱的含尘烟气，增加了与管壁接触概率。

　　(6)灰的熔点越低，黏度越大，烟气速度就越低，越易于粘涂到管壁上。

　　(7)氧与还原性气氛的比例。缺氧燃烧生成的烟气量多，容易使氯硫化合物高浓度聚集并且在较高温度下黏附，融化了的含氯灰粒黏附在水冷壁上。

　　(8)炉膛的形状。前、后拱利于燃烧射流的刚性和热辐射的蓄能。拱的阻力将烟气滞留回转。燃烧辐射能力加强，以烟气流向的后拱为明显例证。前、后拱燃烧区域缺风燃烧，造成结焦。

　　(9)生物质锅炉床层燃烧火焰充满度不够，燃烧偏斜，高于灰溶点的温度集中到后拱以下的位置。

　　(10)汽水品质差或集箱堵塞使管内结垢、循环不畅。

　　(11)管壁附着的高浓度氯气灰渣，形成了热阻，日积月累越来越多。

　　2．高温腐蚀形成的原因

　　(1)主要燃料棉秆中钾的含量为31. 76%，导致棉秆熔点温度低。变形温度T1=660℃，软化温度=820℃，熔化温度T3 =830℃。

　　(2)燃料中灰土量大、超过20%，灰土在1100℃时即达到了软化温度，烟气携灰黏度增加、阻力增加，极易附着到相邻的水冷壁管上。

　　(3)烟气里高腐蚀产物——氯气，在后拱水冷壁高浓度烟气里聚集。

　　(4)附着在水冷壁上的强碱性灰垢，形成了热阻，影响了热交换，使周围烟气温度居高不下，烟气里的融化灰周而复始的黏附，形成了大片腐蚀焦旋挂到水冷壁上，更深层次的加速了腐蚀速度。

　　(5)随着强碱性灰垢的加厚、加大，氯气对金属管壁的腐蚀越演越烈。当管壁不能承受饱和蒸汽水汽压力时，就会爆管。