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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。
我国目前有工业锅炉约50多万台,每年耗煤量约为全国煤耗总量的1/3,由燃煤工业锅炉造成的环境污染非常严重,大量的工业锅炉必须换用洁净能源。根据我国的生物质资源条件,利用农林剩余物作为锅炉燃料使用则具有环境友好、可以的特点,研究工业锅炉生物质燃烧技术,开发生物质燃料锅炉,对节约常规能源、优化我国能源结构,减轻环境污染有着积极意义。
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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蒸汽爆破处理压力、稳压时间对芦苇纤维形态、润湿性、化学成分以及灰分和硅含量的影响,发现随着蒸汽爆破剧烈程度的增加,芦苇中的纤维素含量增加,灰分和硅含量显著降低,芦苇纤维与脲醛树脂胶合性能得到改善。对杉木树皮进行了蒸汽爆破处理,发现预处理后的树皮中纤维素分子链发生断裂,分子内氢键受到一定程度的破坏,纤维素链的可移动性增加,有利于纤维素向无序结构变化。
作为锅炉的燃料,它的燃烧时间长,强化燃烧炉膛温度高,而且经济实惠,同时对环境无任何污染,CO零排放,SO零排放,属能源,可循环利用,可代替木材、煤、天然气。而运行成本仅是燃气的一半。我国大量的农业产生的原料给生物质锅炉的推广提供了坚强的物质保障。不仅能够解决农民进行秸秆焚烧问题,同时将资源充分利用,燃烧过的灰渣是非常好的肥料,实是一举多得之举。
SuksankraisornK等发现,随着橄榄饼含量的增加,NO的排放量也稍有增加。ToramanOY等通过试验指出,对于利用CFB锅炉来燃烧像污泥这样的低燃烧质量的燃料来说,橄榄饼将会是一个很好的辅助燃料。TopalH等还分别进行了橄榄饼独自燃烧,和油页岩、柴油一起混烧的试验。所有结果均表明,对于洁净煤燃烧技术来说,橄榄饼在小规模的工业CFB锅炉里混烧是很好的。
临河家庭用炊事炉工厂沈伯雄等指出,生物质和煤混合燃料中煤比例的增加将会导致SO2和NOx的排放量增加。但是,由于生物质燃料中挥发分的燃烧而消耗大量氧气,形成局部还原性气氛,抑制了SO2和NOx的生成,致使SO2和NOx排放的增加量不多。烧结是采用CFB锅炉燃烧秸秆经常发生的问题。秸秆具有很高的碱金属含量,这些碱金属与Cl和Si以一定的比例结合会产生腐蚀和形成沉淀,并使流化床产生流化问题。