呼市民用炊事炉加工厂
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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。
由于电力、天然气供应和燃气管道的限制,无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉,而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广,正好填补了这项空白。生物质能颗粒燃料是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、树皮等所有废弃的农作物,经粉碎混合挤压烘干等工艺,之后制成颗粒状燃料。
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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不同种类生物质由于其化学组分不同,其热稳定性及热解产物的特性也不同Phanphanich等对稻壳、木屑、花生壳、甘蔗渣和水葫芦进行了低温热解预处理试验,结果表明,几种生物炭的能量密度呈不同的增加规律,其中较大增幅是热解甘蔗渣,其能量密度为未处理原料的1.66倍,较小增幅是热解木屑,为未处理原料的1.08倍。低温热解温度和停留时间对生物质低温热解特性有一定影响,特别是热解温度影响显著。
目前对CFB锅炉里使用甘蔗渣作为燃料的研究开展的不多,相关文献也很少。米铁等对甘蔗渣在循环流化床燃烧装置里的燃烧热解进行了研究。据报道,中国广西露塘糖厂35t/h混烧甘蔗渣和煤的循环流化床锅炉取得了成功。该厂的实际运行经验表明,锅炉也可纯烧甘蔗渣,但纯烧甘蔗渣时锅炉的热效率会有所下降。另外,由于进料的问题,纯烧甘蔗渣时会使锅炉蒸发量下降,甘蔗渣的供给方式有待进一步研究改进。
低温热解预处理过程主要发生分子键断裂、脱羰作用、脱羧反应、脱水反应、脱甲氧基化反应、凝结及芳构化反应。低温热解预处理过程能破坏生物质的纤维结构,使生物质变得易磨,有效改善粉体的流动性以实现稳定连续的输送,并有效去除生物质中的过量氧元素,且生物质经低温热解预处理后可保留70%~80%的质量和80%~90%的能量,因此其能量密度可提高30%。
呼市民用炊事炉加工厂低温热解预处理是在常压、隔绝氧气或缺氧情况下,将生物质原料置于反应温度为200~300℃时发生大分子热降解反应的过程。在热解温度为200、250和300℃条件下,采用固定床试验台分别研究了棉花秆的低温热解特性,结果表明,随着热解温度的升高,固体产物的质量产率减小,能量密度增加,且制得的成型生物质的密度显著提高,其研磨特性和疏水性较生物质原料明显改善。