生物质燃料​的利用技术

　　生物质燃料的利用技术

　　生物质燃料按其存在状态可分为：固体生物质燃料、液体生物质燃料和气体生物质燃料，下面将从这三个方面对生物质燃料的利用技术进行介绍。

　　1 固体生物质燃料

　　1.1 直接燃烧

　　直接燃烧所耗用的生物质能源主要是农作物秸秆和薪柴。在牧区也燃用少量的牲畜粪便 。该方法燃料利用效率低，为 5%～15%,使得生物质燃料被认为是“贫穷燃料”，节能炉灶的推广将效率提高到了 25%～30%。垃圾焚烧技术属于直接燃烧，目前主要的燃烧方式是改进后的链条炉排和马丁炉排等，循环流化床垃圾锅炉等新技术的方式正处在发展阶段, 德国、法国、美国等国家在垃圾的能源利用方面处于领先地位。

　　1.2 燃烧技术

　　即利用燃烧设备(锅炉和炉灶)直接燃烧生物质燃料。炉灶燃烧的优点是操作简单，投资小，但燃烧效率低10%～25%)、规模小，对生物质资源利用产生极大浪费。锅炉燃烧可以通过使用先进的锅炉技术和燃烧技术，实现生物质的大规模高效燃烧，但投资大和操作复杂。锅炉燃烧主要包括层燃技术和流化床燃烧。

　　(1)层燃技术。适于燃烧含水率较高和粒径不匀的生物质燃料，一般额定功率不高于20 MW，广泛应用于各个行业，采用的锅炉主要有往复推饲炉排炉和链条炉。在国外，丹麦ELSAM公司改造出具有耐磨损、耐腐蚀和燃烧效率高等特点的Ben-son型锅炉;国内，田宜水等研究设计双燃烧室结构的秸秆直燃热水锅炉，翟学民研制出闭式炉膛结构的甘蔗渣锅炉。

　　(2)流化床技术。具有热容大、燃烧效率高、传热传质性好、有害气体排放少等优势，主要用于燃烧水分大和热值低的生物质燃料。在国外，美国的CE公司成功研制出大型燃废木循环流化床发电锅炉;瑞典研制的大型流化床锅炉，热效率可达到80%;芬兰在Kelionlahti市建造的泥煤与生物质混烧流化床锅炉，燃料为泥煤和碎木屑。该锅炉容量为200MW电功率，热功率为240WM，向Jvvaskv-lan市供热。

　　2 固化成型

　　固化成型技术，可将低品位生物质转化为便于储存、运输和利用的高品位生物质燃料。

　　在固化成型的过程中往往需要加入粘结剂来增加其表观密度和抗破损能力。生物质制品的主要原料为农林类废弃物，如秸秆、木屑和玉米芯等。

　　2.1 成型技术

　　目前普遍使用的固体生物质燃料生产技术工艺流程如图2所示。首先需对生物原材料进行收集处理，去除水分多、灰分高、污染高、热值低和不易燃烧的生物原材料后进行干燥处理，使其既便于燃烧也便于运输和成型处理;然后进行粉碎和压缩处理，在压缩的过程中 一般需加入黏结剂，也可在这一过程中加入助燃剂，若黏结剂与助燃剂两者合二为一效果更佳;最后形成便于燃烧、运输和存储的固体生物质燃料。

　　固体生物质燃料生产技术按生产条件的不同，可分为常温湿压成型、热压成型、冷压成型和炭化成型技术。常温湿压成型技术指将纤维素原料置于常温下浸泡水解处理，使纤维软化、皱裂、湿润、水解后压缩成型。该技术设备简单，操作简便，但部件磨损较快，烘干成本高昂，燃烧特性较差，不利于推广使用。热压成型技术根据加热部位分为非预热成型技术与预热成型技术。非预热成型技术只对成型部位进行加热，而预热成型技术不仅对成型部位加热，而且在原料进入成型机之前也需加热。预热成型技术通过减低成型压力，使成型部件寿命大幅提高。冷压成型技术指在常温下将生物质颗粒高压挤压成型。该技术需要很大的成型压力，可在压缩过程中添加一定量粘结剂降低挤压压力。炭化成型技术根据炭化阶段的先后可分为先炭化后成型与先成型后炭化。该技术将生物质原料炭化成粉末状木炭后，添加一 定量粘结剂，用压缩成型机压成一定规格与形状的成品木炭。该技术可有效减低成型部件磨损及挤压过程中的能量消耗，但不利于贮存运输。

　　2.2 燃烧技术

　　成型生物质燃料因具有体积小、密度大、储运方便、燃料致密、无碎屑飞扬、燃烧持续稳定、燃烧效率高、燃烧后的灰渣和烟气中污染物含量小等优势，受到越来越多的研究和应用。另外，由于生物质成型燃料燃烧设备生产技术成熟，推动了固体生物质燃料燃烧技术在各领域中的普遍使用。成型生物质燃料燃烧研究在国内虽然取得了一定的成果，但技术远落后于国外，因此，开发具有我国自主知识产权和符合我国国情的成型生物质燃料燃烧技术是我国未来发展的一个目标。