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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。
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。
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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燃料被螺旋给料机送入炉膛,在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热,干燥、着火、燃烧,此过程中析出大量挥发分,燃烧剧烈。产生的高温烟气冲刷锅炉的主要受热面后,进入锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器,再进除尘器,之后经烟囱排入大气。未气化的燃料边向炉排后部运动,直至燃尽,之后剩下的少量灰渣落入炉排后面的除渣口。
采用补给水泵定压方式,供热系统压力较高时,采用好的水箱不能保证系统所需的压力,此时,应当采用补给水泵定压方式。这种定压方式在苏联热水锅炉供热系统中被普遍应用。补给水泵定压有连续补水定压和连续补水定压两种方式。此生物质锅炉定压方式的安装由补给水箱,补给水泵,压力调理器等组成。当系统运转正常时,经过压力调理器调理使补给水泵连续补水并使之与系统的走漏量相顺应,从而维持系统压力的稳定。
锅炉尾部烟道布置有除尘器,保证烟尘排放符合环保要求。生物质锅炉的效率一般都在80%以上,锅炉型号大,燃烧的更充分,锅炉的效率也就更高。较高的达到了88.3%,比燃煤锅炉平均效率水平高15%。生物质锅炉供热系统中的定压方式:在高温热水供给系统中,由于水温高于常压下水的饱和温度,因而,系统中压力应当坚持高于相应供水温度的饱和压力,这样才能够避免热水汽化和发作水冲击。
内蒙生物质燃料机销售价格发现,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。