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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。
生物质锅炉大气排放标准严格执行各地环保部门制定的《锅炉大气污染物排放标准》.生物质锅炉按其用途大概分为两类:一种是生物质热能锅炉,另一种是生物质电能锅炉。其实,二者的原理基本相同,都是通过燃烧生物质燃料获取能量,只是一种直接获取热能,二种将热能又转化成电能。在这两种锅炉中,一种又是现在应用较广泛,技术比较成熟的。
锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书,方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门,并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案,告知后即可施工。锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由质量技术监督局、特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。锅炉的注册登记。锅炉验收后,使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定,填写《锅炉(普查)注册登记表》,到质量技术监督局注册,并申领《特种设备安全使用登记证》。锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格,取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作,使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验,未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次,压力表每半年检定一次,未经定期检验的安全附件不得使用。严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。
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由于生物质锅炉燃料特性与化石燃料不同,从而招致了生物质燃料在熄灭过程中的熄灭机理,反响速度以及熄灭产物的成分与化石燃料相比也都存在较大差异,表现出不同于化石燃料的熄灭特性。生物质燃料的熄灭过程主要分为挥发分的析出和熄灭,焦炭的熄灭和燃尽两个独立阶段,前者约占熄灭时间的10%,后者则占90%,详细熄灭过程如下:燃料送入熄灭室后,在高温热量作用下,燃料被加热和析出水分。
别如山等及GruborBD等指出,合理布置燃烧系统及受热面和添加Fe2O3、Al2O3等惰性添加剂可以很好的防止结焦。同时他们发现,用Fe2O3做床料,当灰中钾、钠总含量超过20%且床温在900℃以上时,也只有很小的结块,此性能优于Al2O3和SiO2作床料的情况。循环流化床燃烧技术能很好地满足稻壳的高挥发分析出迅速、固定碳难以燃尽的特点,所以,稻壳的循环流化床燃烧技术便成了当前稻壳燃烧技术的研究。
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。
呼市生物质锅炉生产商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%。