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生物质直燃锅炉讲义
浙江旺能环保股份有限公司
周玉彩
2011-8-5
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生物质直燃发电主要有以下系统组成:1、燃料收集储运系统2、轻油
点火系统3、燃烧系统4、热力系统5、除灰渣系统6、化学水处理系统7、
电气及输出系统8、给排水系统9、废水处理系统10、烟风及净化系统11、
接入系统等。
第一章生物质的概述
一、生物质的定义和资源状况
广义的生物质能包括一切由植物光合作用转化和固定下来的太阳能,生物质
作为生物质能的载体有许多种定义,美国能源部(DOE)把生物质定义为:生物
质是来源于植物和动物的有机物质。
生物质资源十分丰富,目前全球每年水、陆生物质产量约为全球总能耗量的
6~10倍左右。据统计,生物质资源潜力可达100亿吨,仅森林、草原和耕地这
三项的产量就达50亿吨干生物质,相对于20亿吨标准煤。我国可以开发利用的
生物质能源有:各种农业废弃物(秸秆和谷壳等)、薪柴、林业废弃物(树叶和
枝桠等)、有机垃圾和人畜粪便等。统计表明,我国秸秆、薪柴、粪便和垃圾四
项资源分别为3.08、1.3、0.77和1.43亿吨标准煤,总计约6.58亿吨标准煤。
根据“九五”规划,我国薪材林面积应达到650万公顷,到2010年将达到860
万公顷。
二、生物质的种类和特点
一般而言,生物质主要有三类:木质、非木质和动物粪便。从这三大类可
以细分为七种:森林、农业的种植物(木质)、森林之外的树木(木质)、农作物
(非木质)、庄稼的废弃物(非木质)、工过程的废弃物(非木质)和动物粪便
(粪便)。通常用作能量转化的生物质可以分为四大类:木材残余物(涵盖所有
来源于木材和木材产品的物质,主要包括:燃料木材、木炭、废弃木材和森林的
残余物)、农业废弃物(所有与种植业和庄稼处理过程有关的废弃物。例如:稻
谷壳、秸秆和动物的粪便)、能源庄稼(专门用于能量生产的庄稼。如:甘蔗杆
和木薯)和城市固体垃圾(MSW)。
生物质的组成成分包括:纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、单糖、淀粉、
水分、灰分和其它化合物。每一种组分的含量比例是由生物质种类、生长时期和
生长条件等因素决定的。与化石燃料相比,生物质具有以下特点:
2
(1)生物质是一种二氧化碳零排放的能源资源(利用转化过程中排放的二
氧化碳量等于生长过程中吸收的量),可以在提供能源的同时而不增二氧化碳
排放量;
(2)生物质的硫(0.05﹪~0.5﹪)、氮(0.2﹪~1.5﹪)灰分(2﹪~8
﹪)含量少,在利用转化过程中可以减少硫化物、氮化物和粉尘的排放;
(3)生物质的挥发份(75﹪~85﹪)含量大(折算挥发份约为烟煤的倍
以上),氧含量高,有利于生物质的着火和燃烧;
(4)生物质的水分(进厂要求<20﹪)含量大,影响着火和燃烧的稳定性,
同时在燃烧时造成大量的能量损失,并且可能引起燃料储存问题;
(5)单位质量生物质的热值低(3000~3500kcl/kg),要求能量转化设备有
足够的空间投入原料;
(6)生物质的分布分散,能量密度低(按<20﹪HO,棉花堆放密度200~
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350kg/m、玉米秸120~200kg/m)收集运输和预处理过程(例如粉碎、压缩成
型和干燥)费用高(购置费200,运输破碎150元/t)。
(7)生物质具有可再生性,原料具有多样性和广泛性,资源开发潜力大。
三、生物质的直接燃烧发电转化方式
生物质的直接燃烧发电的过
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