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蒸汽爆破处理后成型燃料的强度比处理前高1.4~3.3倍,燃烧热值也显著提升。蒸汽爆破预处理因其成本低、能耗少、无污染而备受研究学者关注。韩士群等采用蒸汽爆破方法对芦苇进行处理,并以高密度聚乙烯(HDPE)为塑料基体添加合适的助剂,发现蒸汽爆破处理显著增加细纤维的含量,改善了纤维质量。同时,蒸汽爆破处理的芦苇/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度较未爆破处理的复合材料分别提高了22.3%和32.6%。
稻壳的灰份含量较少,通常在运行过程中也需要加入一定粒径的添加剂(如沙子)。由于沙子的密度远大于稻壳颗粒的密度,稻壳在炉内的运动有可能存在部分分层的现象。但总体上,稻壳颗粒在炉内仍可简化认为是均匀混合的。黑龙江某公司将原来烧烟煤的35t/hCFB锅炉改烧烟煤和稻壳的混合物。根据不同的煤质变化情况,煤和稻壳的混料比例一般在2∶1和3∶1之间时燃烧工况较佳。在一年的运行过程中,锅炉节煤在20%~45%(相当于原煤款200万元),经济效益相当可观。
西方发达地方研究废弃木材作为CFB锅炉的燃料已经很多年了。20世纪80年代末,美国就开发出大型燃烧废木料的CFB锅炉,分别安装在Freson、Rocklin和Mecca。瑞典也是以林业废弃物作为大型CFB锅炉的重要燃料加以利用的,尽管这些燃料的含水率有时高达50%~60%,但锅炉的热效率仍可达到80%。丹麦为了减少二氧化碳的排放,采用奥斯龙公司的高倍率CFB锅炉将干草(或木屑)与煤以6∶4的比例送入炉内燃烧,效果较好。目前世界上较大容量的燃烧生物质的循环流化床锅炉就是F&W公司240MW的烧废木材的CFB锅炉,它的成功运行为燃烧林业废弃物的CFB锅炉的大型化奠定了良好的基础。此外,德国、芬兰、法国、意大利、土耳其和俄罗斯等地方也先后对CFB锅炉燃烧废木材进行了研究。PretoF通过试验发现:以废弃木材为燃料的CFB锅炉运行情况较好,燃烧效率可以超过99%。在气体排放方面,除了CO外,NOx、N2O、SO2、Furans等的排放都低于允许标准。HiltunenMA等发现燃烧产生的灰渣很少,细而均匀。但是,由于燃料里含有较多灰熔点低的钾,灰比较容易在锅炉里结垢。而且,燃料里还含有氯和碱性物质,这些物质都有很强的腐蚀作用。AmandLE等发现,燃烧产生的灰份里含有很多金属(Hg、Cd、Cr、Cu、Mn和Zn等),但是它们的含量都在欧洲联合会(EC)所规定的范围之内。
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严格按中国各地规范和标准生产,所有受压部件均采用锅炉钢材。每台锅炉出厂前都要经过严格的检验和测试,包括水压试验和X射线检测。设置有人孔、检查门、观火孔等,维护保养十分方便。生物质锅炉的较大特点是:节能、环保,且安装使用方便。锅炉的燃料是BMF燃料,燃料由输料机送入炉顶料仓,然后由螺旋给料机送入炉膛,均匀散落在炉排上。
采用生物质锅炉熄灭设备能够较快速度的完成各种生物质资源的大范围减量化,无害化,资源化应用,而且本钱较低,因此生物质直接熄灭技术具有良好的经济性和开发潜力。生物质熄灭所释放的二氧化碳大致相当于其生长时经过光协作用所吸收的二氧化碳,因而能够以为是二氧化碳的零排放,有助于缓解温室效应;生物质的熄灭产物用处普遍,灰渣可加以综合应用。
目前,国内外对采用CFB锅炉燃烧各种农业废弃物已经展开了一定的研究,并取得了一些成果。秸秆是农村的传统燃料,传统的燃烧方法会造成大量的排烟热损失和大量的气体(CO、H2、CH4等)不完全燃烧损失,利用CFB燃烧技术并采用秸秆成型技术是将这些大量的农业废弃物进行有效的转化和利用的重要手段。运用秸秆成型技术,原料的密度可达0.8~1.3t/m3,能量密度与中质煤相当,燃烧特性明显改善,且储存、运输、使用方便,可代替矿物能源。
府谷家庭用炊事炉生产发现,赤松在经过230~270℃低温热解预处理后,热值由18.37MJ/kg升高至24.34MJ/kg,但赤松成型燃料的机械强度迅速降低。Wu等将棉杆和木屑在200~260℃下进行低温热解预处理试验,发现预处理后成型生物质的表观密度和抗压强度比原料成型生物质分别降低了3.9%~16.7%和23.2%~61.0%。可见,随着热解温度的升高和停留时间的增加,热解生物质的能量密度不断增加,而成型生物质的机械强度降低。