生物质燃料的种类

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生物质燃料的种类范文第1篇

厂址选择

直燃生物质发电项目的选择重点应考虑项目厂（场）址的交通条件、原料供应条件、并网条件、水源供应条件及与规划的符合性。环评单位依据的选择基本原则要求主要有：

《关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发[2006]82号）及《关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发[2008]82号）要求“地方政府应根据当地生物质资源分布情况和合理运输半径，进行综合规划、合理布局，制定农林生物质直接燃烧和气化发电类项目发展规划；在采暖地区县级城镇周围建设的农林生物质发电项目，应尽量结合城镇集中供热，建设生物质热电联产工程；大中城市建成区和城市规划区、城市建成区、环境质量不能达到要求且无有效削减措施的或者可能造成敏感区环境保护目标不能达到相应标准要求的区域，不得新建农林生物质直接燃烧和气化发电项目”。

在实际工作中，直燃生物质发电厂选址的可行性分析中还会遇到下列几个问题。

一是由于部分生物质发电厂的选择缺乏长远规划，往往与当地的一些单项规划存在一定的不符合性，主要表现在城市总体规划、土地利用总体规划、供热规划、各类专项规划、乡镇规划、电网规划、生态功能区规划等存在一定的不符合性。如果存在不符合之处，应与当地政府进行项目厂址比选，重新调整相关规划或调整项目位置、规模等，使项目厂址与相关规划协调、可行，并附相关支撑性材料。

二是燃料分散、供应距离远，有些区域由于地形、地质、农作物种类等原因，农作物秸秆产量较少或较分散，增加了电厂收购成本或不能满足电厂额定负荷要求。因此，应对生物质电厂区域秸秆剩余量及运输距离进行详细调查统计。同时，当地政府应承诺在该电厂燃料供应范围内不再引入大规模损耗生物质资源的工业企业，以免导致燃料供应不足。

三是项目所在地环境质量不能满足相关环境质量标准要求，不具备项目建设所需的环境容量。如果项目所在区域尚无剩余环境容量，应重新选址或采取有效削减、替代措施，所实施的削减和替代措施需要具有可操作性和有效性。

在环境影响评价中，还需对厂区供水、交通等条件进行分析，需要对多个厂址进行比选，从各方面对照分析选址的合理性，确定最为合理的厂（场）址。

工程分析

工程分析是建设项目环评的重要组成部分，是环评报告的基础数据。直燃生物质发电项目工程分析主要包括项目组成、项目依托情况、燃料供应及贮储、成分、热值分析、厂区平面布置、工程拟采用的工艺技术、主要装置和设备、污染物种类、污染物产生量和排放源强的确定、所采取的各项环境污染防治措施以及非正常工况污染物排放情况。

目前我国现有直燃生物质发电厂主要使用丹麦BWE公司水冷振动炉排技术，由国内生产制造的振动炉排高温高压锅炉。生物质燃料被送入炉内后，燃料在炉排上由于振动而被抛起，边燃烧边跳跃前进，炉渣由炉排末端排出。锅炉一般采用低氮燃烧方式，预留烟气脱除氮氧化物装置空间，除尘一般采用旋风分离器+布袋除尘器除尘，设计除尘效率一般不小于99.90%。由于秸秆含硫量低，一般仅预留脱硫空间。由于秸秆燃烧产生的灰分中含有丰富的钾、镁、磷和钙等营养成分，可用作高效农业肥料，一般生物质电厂可不设大型灰渣厂。直燃生物质发电项目废水主要分为一般性废水及浓盐水，由于电厂锅炉用水对水质要求较高，并且电厂多采用中水作为生产水源，因此，一般直燃生物质电厂都配有中水处理系统、锅炉水除盐系统及厂区综合污水处理站，除盐系统多采用反渗透处理工艺。处理后的污水多回用于循环冷却水及绿化等用水，浓盐水可用于锅炉除灰除渣。对于降雨较多的地区还应考虑燃料堆场雨水。

燃料供应充足是保证生物质电厂正常运行首要条件，在区域燃料供应中应详细调查燃料来源保证性、燃料种类、燃料量、燃料热值、燃料收购方式、燃料的运输，并附燃料热值分析报告，必要时可编制《生物质资源专题收集报告》。

燃料贮存点的分布、交通条件、与周围环境关系、贮存量、防腐、防洪、消防措施、燃料贮存点的扬尘及恶臭防治。为避免燃料长期存放造成自燃或腐烂、发酵降低发热值，燃料贮藏时间最长应不超过一年。燃料储运过程可参照《秸秆燃料储运技术规范》执行。

环境风险评价

由于直燃生物质项目具有火灾风险，因此直燃生物质项目环境影响报告书应设置环境风险影响评价专章，重点分析火灾带来的环境影响。环境风险评价专章应为建设项目的风险管理决策提供科学依据，以便在事故情况下及时采取有效、迅速的防控措施和应急措施，降低风险事故带来的影响。直然生物质项目的环境风险评价，一般应包括环境风险识别、风险事故频率确定、风险事故环境影响预测、风险事故防范措施及应急预案等主要内容。直然生物质项目主要有以下几种事故源项：

（1）燃料堆场发生火灾风险对周围环境的影响；

（2）轻柴油储油罐发生泄漏、火灾、爆炸风险对储油罐周围环境的影响；

（3）火灾事故处理过程中产生的消防废水、燃烧烟气等伴/次生污染影响；

（4）废水事故排放对周围环境的影响。

根据风险事故环境影响预测结果给出可能受影响的范围，并制定切实可行的环境风险防范措施及应急预案，减少因风险事故带来的环境影响。

以“宁夏安能生物质热电有限公司2×15MW生物质热电联产工程”为例，其风险防范措施主要为：对燃料堆场周围设置防火距离，配备相应消防设施；厂区高建筑应采用防雷击设计；燃料堆场四周应设置一定宽度的水沟，炎热、干燥条件下可降低燃料场温度、增加燃料场湿度，在降雨及消防时也可用于燃料堆场排水等。

结语

生物质燃料的种类范文第2篇

    1 生物质固体燃料成型工艺及设备

    1.1 成型工艺

    生物质燃料的致密成型工艺直接决定了生物质燃料的形状和特性,根据成型条件的不同可以将生物质成型工艺分为常温湿压成型、热压成型、炭化成型和冷压成型[10]。

    (1)湿压成型工艺:湿压成型是利用水对纤维素的润涨作用,纤维素在水中湿润皱裂并部分降解,使其加压成型得到了很明显的改善。在简单的装置下加压将水分挤出,形成低密度的压缩燃料块。此种方法多用于纤维板的生产。

    (2)热压成型工艺:热压成型工艺是现在应用较多的生物质压缩成型工艺之一,其工艺流程为:原料粉碎干燥混合挤压成型冷却包装。对于不同的原料种类、粒度、含水率和成型设备,成型工艺参数也要随之变化,但由于木质素在 70~100℃时开始软化具有黏性,当温度达到 200~300℃时呈熔融状,黏性很高[11],在热压过程中可起到黏结剂的作用,所以加热维持成型温度一般在 150~300℃,使木质素、纤维素等软化并挤压成生物质成型块。

    (3)炭化成型工艺:炭化是在隔绝或限制空气的条件下,将木材、秸秆等在 400~600℃的温度下加热,得到固体炭、气体、液体等产物的技术,以生产炭为主要目的的技术称为制炭,以气体或液体的回收利用为重点的技术称为干馏,两者合称为炭化[12]。炭化成型工艺是将碎料经过炭化,去除其中的挥发分,减少烟和气味,提高燃烧的清洁性。根据炭化工序的先后可分为先成型后炭化工艺和先炭化后成型工艺。①先成型后炭化工艺为:原料粉碎干燥成型炭化冷却包装;②先炭化后成型工艺为:原料粉碎除杂炭化混合黏结剂成品干燥、包装。纤维素类生物质经炭化后,成型时表面黏结性能下降,直接压缩成型的生物质固体燃料易松散,不易贮存和运输,因此要加入适当的黏结剂来增加其致密成型的强度,现有的黏结剂如脲醛树脂(UF),水玻璃,糠醛废渣,NaOH、硼砂、水和淀粉混合黏结剂,聚乙烯醇、淀粉和JTJ(代号)混合黏结剂[13],淀粉、木质素类、羧甲基纤维素及焦油等[14]。

    (4)冷压成型工艺:冷压成型工艺是将生物质颗粒在高压下挤压,利用挤压过程中颗粒与颗粒之间摩擦产生的热量使木质素软化并具有一定的黏结性,从而达到固定成型的效果。冷压成型工艺生产的生物质致密燃料的物理性能没有前几种工艺生产的生物质燃料优良。

    (5)生物质燃料的致密成型工艺评价指标:松弛密度和耐久性是衡量生物质燃料致密成型物理品质的两个重要指标。适宜的压缩时间,尽可能小的粒度,适当增加压力、温度或加黏结剂,可以达到提高松弛密度的目的。耐久性可以细化为抗变形性、抗跌碎性、抗滚碎性、抗渗水性和抗吸湿性等[15]。此外,将内摩擦角作为影响生物质致密成型燃料的评价指标,也有相应的研究[16]。

    1.2 成型设备

    (1)螺旋挤压式成型机:螺旋挤压成型机是靠螺杆挤压生物质,并维持一定的成型温度,使生物质中的纤维素、半纤维素和木质素得到软化,从而减小内部的摩擦,挤压成生物质致密成型块。与纤维板的生产相类似,如果原料的含水率过高,在加热压缩的过程中致密成型块也容易发生开裂和“放炮”现象,所以原料的含水率应控制在 8%~12%之间,成型压力要随着原料和所要求成型块密度的不同而异,一般在4.9~12.74kPa之间,成型燃料的形状通常为空心燃料棒(如图 1(a)所示)。螺旋挤压机运行平稳、生产连续性较好,但螺杆的磨损较严重,使用寿命较短,这也相应地增加了生产成本[17-19]。中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制了螺旋挤压式棒状燃料成型机,西北农林科技大学研制出了JX7.5、JX11 和SZJ80A三种植物燃料成型机。

    (2)活塞冲压式成型机:活塞冲压式成型机根据驱动方式的不同又分为机械驱动活塞式成型机和液压驱动活塞式成型机,其中液压冲压式成型机允许加工含水率较高(20%左右)的原料,常用于生产实心燃料棒或燃料块(如图 1(b)所示),其密度在0.8~1.1g/cm3之间,成型致密燃料块比较容易松散,但在压缩过程中一般不需要加热,也减小了成型部件的损耗。河南农业大学研制了液压往复活塞双向挤压加热成型的棒状燃料成型机,首钢研制了机械活塞冲压式生物质块状燃料成型机,中国农业机械化科学研究院研制了 CYJ-35 型冲压式成型机。

    (3)压辊式成型机:压辊式成型机主要生产颗粒状的生物质致密成型燃料(如图 1(c)所示),其可分为环模成型机和平模成型机。该机对原料含水率要求较为宽松,一般在 10%~40%之间,颗粒成型燃料的密度在 1.0~1.4g/cm3之间,成型时一般不需要加热,根据原料的状况可适当添加少量黏结剂。压辊式成型机的基本工作部件由压辊和压模组成。其中压辊可以绕自身的轴转动,压辊的外周加工有齿或槽,用于压紧原料而不致打滑。压模有圆盘或圆环形两种,压模上加工有成型孔,原料进入压辊和压模之间,在压辊的作用下被压入成型孔内。从成型孔内压出的原料就变成圆柱形或棱柱形,最后用切断刀切成颗粒状成型燃料。中南林业科技大学开发了生物质颗粒燃料成型机,河南省科学院能源研究所研制了在常温下生产颗粒燃料的环模式成型机,清华大学清洁能源研究与教育中心研制了常温成型颗粒燃料生产设备。

    2生物质固体燃料成型和燃烧的影响因素

    2.1原料种类

    生物质固体成型过程中,依靠木质素在较高温度下软化呈熔融状态、在外压力作用下流动的特性,可以起到胶黏剂的效果,所以木质素在生物质中的含量直接影响燃料的成型。生物质的密度也对成型有一定的影响,密度大的原料较难压缩成型。2.2原料含水率不同工艺对生物质的含水率都有相应的要求。颗粒成型工艺所用原料的含水率一般在15%~25%之间;棒状成型燃料所用原料的含水率不大于 10%。在热压成型中,含水率过高,水蒸气不容易从原料中溢出,会发生气堵或“放炮”现象;而含水率过低又会影响木质素的软化点。

    2.3 原料粒度

    粒度小的原料容易压缩,可增大生物质固体燃料的密度。但采用冲压成型时要求原料具有较大的尺寸或较长的纤维,以避免原料粒度过小而脱落,给运输造成不便。

    2.4成型压力与压模几何形状

    成型压力影响成型密度,但受设备能力的限制,制约了成型压力的增加;压膜的几何形状影响成型压力以及摩擦力的大小。

    2.5 成型温度

    成型温度高会使原料本身变软,木质素软化,容易压缩成型,但温度过高会造成模子退火、耐磨性降低、寿命缩短,而且还会使物料炭化严重,降低表面黏结性能而影响成型。

    2.6添加剂

    生物质固体成型过程中使用的添加剂主要是聚环氯乙烷,其可以中和成型燃料颗粒表层和扩散层(水分)之间产生的电动势,使成型块的结合更加牢固[20]。

生物质燃料的种类范文第3篇

【关键词】生物质颗粒;直燃式;技术改造

概要

生物质能作为煤、石油、天然气以外的第四大能源，是一种既环保又可再生循环利用的洁净能源。生物质是一种洁净的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，同时灰分含量份额也较小，所以燃烧后SO2 、NOx和灰尘排放量比化石燃料都要小的多。由于生物质的燃烧特性与燃煤相似，因此大部分生物质锅炉结构都与燃煤锅炉类似，层燃链条炉排依然是最主要的生物质燃烧装置。

1 生物质成型燃料及生物质颗粒的固化

生物质燃料中较为经济的是生物质成型燃料，生物质成型颗粒就是利用秸秆、薪柴、植物果壳等农林废弃物，经粉碎―混合―挤压―烘干等工艺压制而成，可以制成粒状、棒状、块状等各种形状。原料经挤压成型后，密度为0.8-1.4t/m3 ，能量密度与中质煤相当，燃烧特性显著改善、火力持久黑烟小，炉膛温度高，而且便于运输与储存。

用于生物质成型的方式主要有螺旋挤压式、活塞冲压式、环模滚压式等几种。目前，国内生产的生物质成型机一般为螺旋挤压式，生产能力多为0.2-0.4t/h，电机功率7.5kw-18kw，电加热功率2-4kw，生产的成型燃料为棒状，直径为50-70mm，单位电耗70-100kw/h。曲柄活塞冲压机通常不加热，成型密度偏低，容易松散。

2 生物质工业锅炉

从燃烧机理分析，生物质固体燃料与煤的燃烧机理十分相似，但生物质的挥发分由于析出温度低而易着火。实践表明，直接采用燃煤锅炉改烧生物质效果不好，会产生炉前热量聚集且不稳定、炉前料斗易着火、锅炉停炉和启动时冒黑烟、热效率低等问题。

生物质燃料的燃烧特性

国内直燃式生物质工业锅炉常见的燃烧方式主要有层燃式（包括固定式炉排、下伺式燃烧、链条炉排、往复炉排燃烧等）、室燃式（粉体燃烧）、悬浮式（流化床燃烧）。

（1）层燃式

采用分段供料的往复炉排，可以让燃烧区段的推料速度不同，利用这一特性提高前段炉排的行进速度，解决生物质易燃烧、燃烧过快的问题。将炉排后部速度降低，有助于燃料中固定碳的充分燃烧。在热功率较大的生物质层燃锅炉中，采用分段供料的往复炉排比较常见。

链条炉排必须根据生物质种类确定炉排速度和料层厚度，合理布置前后拱、炉墙、炉膛容积及配风，并设置合理的启停炉顺序，方能保证生物质燃烧正常进行。

（2）室燃式

目前市面上出现一种生物质半气化自动控制燃烧机，它是以生物质颗粒为燃料的高温裂解出的气体为燃料，内胆采用锆硅结晶，高压浇筑后经高温炉烧制而成，需要在1000度高温下烧制三天，无疏松气孔。

（3）悬浮式（流化床燃烧）

流化床燃烧对燃料的适应性比较广，生物质无须固化就可以在流化床上充分燃烧，并且应用于锅炉容量较大且燃料品种较杂的工业锅炉，目前国内流化床锅炉最小容量为7MW。

3 生物质层燃锅炉独特结构

3.1 锅炉本体

由于水管锅炉对流管束易积灰且不易清理，生物质灰粒比较疏松，比煤灰更易粘附在对流管束上，停炉清理时间长。相比之水火管锅炉易清理不易积灰，国外生物质锅炉主要是水火管锅炉。国内的烟管水火管锅炉减少烟管数量从而降低钢耗，已成为最适宜燃烧生物质的炉型。

3.2 炉前煤斗

层燃锅炉一般通过炉前料斗对炉膛供料，由于生物质燃料非常易燃，为防止燃烧提前着火或在炉前料斗内燃烧和蔓延，生物质锅炉炉前料斗应设置较完善的燃料隔断和密封设施，生物质颗粒燃料锅炉采用关风机式锁料装置或滚动式拨料装置进行燃料的隔断。

3.3 锅炉热效率

目前生物质层燃锅炉效率往往较低，主要原因是生物质挥发分含量高且含碳量少，造成炉排局部燃烧剧烈，大部分炉床只有少量的固定碳在燃烧，所以生物质炉膛炉排配风比较困难。为了充分燃烧，空气过量系数普遍较高，这导致锅炉排烟热损失增加。加上受热面积灰严重，传热恶化。所以在设计生物质锅炉时要充分考虑这两点，优化空气供给，尽可能的延长烟气在炉膛内的时间，定时清灰。

3.4 炉膛容积、炉排面积

与燃煤锅炉相比，生物质锅炉炉膛容积需要增加好多，以适应生物质燃料高挥发份的特点，降低炉膛温度，防止炉内结焦挂渣，减少NOx的产生。

由于生物质挥发份含碳量较低，固定碳较小，所以需要适当缩短炉排面积。

3.5 炉墙、配风

生物质燃烧一般可以分成三个区域―气化区、燃烧区和燃尽区，可以通过炉墙将炉膛划分出三部分，分别为燃料干燥和挥发分析出、挥发分燃尽、固定碳燃烧及燃尽。前拱可以高而短，后拱直段可以缩短，可以通过中间隔墙延长烟气在炉膛内的燃烧时间，保证烟气的充分燃烧。未燃尽的固定碳在炉排后轴继续燃烧，会增加后轴的温度，用后风室的风对后轴进行冷却。

3.6 炉排速度

由于生物质颗粒堆积密度低，为保证热量供应，需要加大料床厚度和提高炉排移动速度。但过高的移动速度会导致固定碳燃烧不充分。这样，固化成颗粒成为很好的选择。

3.7 锅炉除渣、除尘

生物质燃料锅炉的烟尘中硫氧化物、氮氧化物的含量较低，但粉尘含量相对较大，颗粒细，离心式除尘器很难除尽，要加布袋除尘器。考虑到尾部烟气的温度高，可以布置双除尘（加多管除尘器和布袋式除尘器）。

4 直燃式生物质层燃锅炉实例

一台DZL4-1.25-T燃生物质蒸汽锅炉的热力计算和能效测试结果显示，根据生物质燃料特性以及生物质层燃锅炉特殊进行设计的燃生物质颗粒燃料蒸汽锅炉，已经可以满足正常使用的要求。

5 结论

通过对燃煤锅炉的改造和添加环保设备，基本上可以满足用户对锅炉出力、环保的要求，但这并不是生物质颗粒最佳的燃烧方式，同时生物质原材料收集、运输、加工的产业化程度还不高，我国的生物质利用还有很长的路要走。

参考文献：

[1]张百良.生物质成型燃料技术与工程化[M]. 科学出版社.

生物质燃料的种类范文第4篇

关键词：生物质能源；烘烤；烟叶品质

中图分类号：TS44 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）06-1123-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.06.033

Abstract： To compare the quality of cured tobacco which were baked by biomass fuel and conventional fuel， the differences of appearance and internal quality of cured tobacco were observed. The results showed that under automatic baking by biomass energy， the percentage of superior tobacco was larger and the economic benefit， internal quality and quality estimate were better than baking by conventional fuel.

Key words： biomass energy； bake； quality of cured tobacco

烟叶烘烤的优劣直接决定了烟叶的外观等级和价格，事关烟农的切身利益，也是卷烟工业对烟叶原料质量的要求。影响烟叶烘烤质量的主要因素包括温湿度、燃料、烤房结构等。前人对常规烟叶烘烤的研究较多，但大都集中于烤房结构优化[1-5]、不同装烟方式[6-8]、烘烤温湿度调节[9]、燃煤用量配比等方面，对生物质颗粒燃料的研究主要趋向于趋势研究[10-12]，而对生物质用于烤烟的研究相对较少。生物质能源燃料与煤燃烧相比，具有低污染和洁净的特点。生物质燃料一般发热值在15 906.237～17 580.578 kJ/kg之间，灰分低于5%，还可作为优质钾肥还田利用[7]，排放污染物可忽略不计，与煤相比，具有易点火、升温快、火力强、易于控制燃烧等特点。为了进一步明确生物质燃料烘烤对烟叶品质的影响，2014-2015年，对不同燃料烘烤的烟叶的外观品质、内在化学成分、评吸结果进行了综合比较。结果表明，生物质燃料烘烤不仅具有显著的环保优势，而且在提升烟叶的外观及内在品质上也具有明显的优势。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试品种

2014-2015年在云南省寻甸县烟草科技试验基地、禄劝县九龙镇、撒营盘镇、屏山镇、石林县长湖镇5个试验点进行试验。供试品种选择同一农户、长势正常、成熟度相同的烟叶，供试烤烟品种为云烟87、K326及云烟99。

1.2 生物质颗粒燃料制备

收集烟秆、玉米秆晒干，充分粉碎之后以烟秆∶玉米秆=7∶3的比例混合，利用生物质颗粒机制成烟秆生物质颗粒燃料成品（颗粒直径8 mm，平均长度4～5 cm）备用。生物质颗粒燃料由寻甸县烟草科技试验基地加工制作。

1.3 生物质烘烤设备运行参数

在生物质燃料烘烤烟叶的过程中，燃料的自动添加与温度、风机风力、加料间隔时间及加料量呈现动态变化的趋势。由表1可知，试验完成了生物质燃料烘烤烟叶的过程，烘烤后分不同烟叶类型取样检测。生物质新型烘烤机（KM-9）由云南名泽烟草机械有限公司提供。

1.4 试验方法

以常规密集型烤房、全新建设的生物质能源烤房、设备对接改造生物质烤房、农村土烤房4种类型进行烘烤对比。对不同燃料、不同类型烤房的烟叶样本进行了分类取样，抽取1 kg各种烤房类型条件下初烤烟叶样品C3F进行外观和内在化学成分的对比，并进行评吸比较。其中外观质量的对比主要以不同燃料所烘烤的烟叶上等烟的比例进行比较。内在质量及评吸结果以化学成分检测及评吸结果进行比较。

2 结果与分析

2.1 初烤烟叶外观质量比较

由表2可知，相同品种、部位及成熟度的烟叶分别用2种不同的烘烤方法烘烤，在外观质量上，生物质烘烤的烟叶无论上等烟比例还是产值都显著高于以煤炭为原料烘烤的烟叶。以上部烟叶来看，上等烟比例约是煤炭烘烤的2倍，产值平均约提高4.17元/kg；以中部烟叶来看，上等烟比例约提升10.40%，产值平均约提高1.32元/kg。烟叶产值提升比例为5.40%～37.05%。

由表3可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的上部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤34.6%，产值提升1.4元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的上部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤43%，产值提升2.5元/kg。使用煤炭作为燃料，常规密集型烤房烘烤出的上等烟平均比例较农村土烤房高出12.94%，产值平均高出2.88元/kg；使用生物质作为燃料，密集烤房改造的生物质烤房烘烤出的上等烟比例较土烤房改造的生物质烤房高出11.31%，产值平均高出1.71元/kg。由此可见，生物质燃料比煤炭烘烤，设备对接改造的生物质烤房比密集型烤房、农村土烤房烘烤在提高烟叶品质及产值上具有明显优势。

由表4可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物|燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出木柴烘烤15.5%，产值提升1.9元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出木柴烘烤17.4%，产值提升4.6元/kg。以相同燃料烘烤，其上等烟比例及产值略有差异，但差异不明显。

由表5可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中下部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤15.7%，产值提升3.56元/kg。

由表6可以看出，云烟99在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤3.97%，产值提升1.95元/kg。

综上所述，以生物质燃料烘烤出的上等烟比例较煤炭烘烤的上等烟比例高2.54%～23.00%，干烟平均产值高0.98～4.96元/kg；以生物质燃料的农村土烤房设备对接改造烤房烘烤出的上等烟比例较以煤炭或木柴作为燃料的上等烟比例高3.97%～20.57%，干烟平均产值高0.08～5.13元/kg。由此可见，生物质能源烘烤可以明显提高烟叶的外观质量及产值。

2.2 烟叶内在化学成分比较

由表7～表9可知，在不同燃料、不同类型烤房条件下，把相同品种、相同部位、相同成熟度的烟叶分别烘烤，无论使用常规密集型烤房或农村土烤房，总体来看（检测结果中个别数值稍有偏差），以生物质作为燃料烤出的初烤烟叶烟碱含量均低于以煤炭或木柴作为燃料烤出的干烟叶，而以生物质为燃料烘烤的烟叶总糖、还原糖、总氮整体含量较高；使用相同的燃料（煤炭、木柴或生物质），常规密集型烤房烘烤烟叶烟碱含量均低于农村土烤房烘烤出的初烤烟叶。

2.3 工业评吸结果比较

由表10可知，从15组不同燃料烘烤的初烤烟叶评吸对比结果可以得出，煤炭烘烤的品吸结果共计1 068.1分，生物质烘烤的品吸结果共计1 071分。生物质烘烤的烟叶评吸效果好于煤炭烘烤。具体表现为香气量增加，烟叶浓度、劲头均高于用煤炭烘烤的同类烟叶，余味舒适度上升，烟气透发顺畅，香气饱满厚实，刺激性小，细腻柔绵的特征明显，总体质量好。

3 小结与讨论

烘烤对比试验结果表明，将相同品种、相同部位、相同成熟度的烟叶分别烘烤，无论使用常规密集型烤房或是农村土烤房，生物质燃料烤出的烟叶外观品质更好，上等烟比例及产值均高于煤炭烘烤或木柴烘烤。生物质燃料烘烤出的烟叶化学成分在总糖、还原糖、总氮、水溶性氯离子、蛋白质方面总体偏高，烟碱、淀粉的含量整体有所降低，氯化钾含量水平基本保持一致。生物质能源烘烤通过生物质燃烧机、温湿度一体控制仪，实现烟叶烘烤的自动化控制，烘烤温湿度控制精准，烟叶的烘烤工艺得以完整实现，因此促进了烟叶的外观质量、内在化学成分向有利与卷烟工业需求的方向发展。同时，自动烘烤减少人工烧火温度上下波动较大的影响，降低了烤坏烟的比例。各类初烤烟叶工业评吸对比结果与上述检测结果基本一致，说明生物质能源自动化烘烤出的烟叶品质更符合卷烟工业的需求。

生物质能源烘烤不仅可以节省人工成本，而且原料来源丰富、可以再生。利用生物质农业进行烟叶烘烤，可以明显提高烟叶的外观质量和内在品质，有益于环境生态保护。在煤炭能源逐渐减少、资源不断消耗的形势下，利用生物质新能源进行烟叶烘烤将是烟叶烘烤改革的重要发展趋势[8]。

参考文献：

[1] 聂荣邦.烤烟新式烤房研究Ⅱ燃煤式密集烤房的研制[J].湖南农业大学学报，2000，26（4）：258-260.

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生物质燃料的种类范文第5篇

中图分类号： TK223文献标识码： A

一、生物质能的特点与发展生物质能意义 

（一）生物质能的特点

1、可再生性 

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用； 

2、低污染性 

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的硫化物、氮氧化物较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3、广泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。 

4、生物质燃料总量十分丰富 

根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋每年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。

（二）发展生物质能意义

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。 

我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。 

二、生物质能发电工艺 

生物质锅炉是将生物质直接作为燃料燃烧,将燃烧产生的能量用于发电。当今用于发电的生物质锅炉主要包括流化床生物质锅炉和层燃锅炉。

（一）流化床燃烧技术

流化床燃烧与普通燃烧最大的区别在于燃料颗粒燃烧时的状态,流化床颗粒是处于流态化的燃烧反应和热交换过程。生物质燃料水分比较高,采用流化床技术,有利于生物质的完全燃烧,提高锅炉热效率。生物质流化床可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质,形成蓄热量大、温度高的密相床层,为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件,依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间,使难以燃尽的生物质充分燃尽。另外,流化床锅炉能够维持在 850℃稳定燃烧，可以有效遏制生物质燃料燃烧中的沾污与腐蚀等问题，且该温度范围燃烧NOx排放较低,具有显著的经济效益和环保效益。但是,流化床对入炉燃料颗粒尺寸要求严格,因此需对生物质进行筛选、干燥、粉碎等一系列预处理,使其尺寸、状况均一化,以保证生物质燃料的正常流化。对于类似稻壳、木屑等比重较小、结构松散、蓄热能力比较差的生物质,就必须不断地添加石英砂等以维持正常燃烧所需的蓄热床料,燃烧后产生的生物质飞灰较硬,容易磨损锅炉受热面。此外,在燃用生物质的流化床锅炉中发现严重的结块现象，其形成的主要原因是生物质本身含有的钾、钠等碱金属元素与床料(通常是石英砂)发生反应，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低温共熔混合物，其熔点分别为870℃和760℃，这种粘性的共晶体附着在砂子表面相互粘结，形成结块现象。为了维持一定的流化床床温,锅炉的耗电量较大,运行费用相对较高。

（二）层燃燃烧技术

层燃燃烧是常见的燃烧方式,通常在燃烧过程中,沿着炉排上床层的高度分成不同的燃烧阶段。层燃锅炉的炉排主要有往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排等。采用层燃技术开发生物质能,锅炉结构简单、操作方便、投资与运行费用都相对较低。由于锅炉的炉排面积较大,炉排速度可以调整,并且炉膛容积有足够的悬浮空间,能延长生物质在炉内燃烧的停留时间,有利于生物质燃料的充分完全燃烧。但层燃锅炉的炉内温度很高,可以达到1000℃以上,灰熔点较低的生物质燃料很容易结渣。同时,在燃烧过程中需要补充大量的空气,对锅炉配风的要求比较高,难以保证生物质燃料的充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率。

三、国内外生物质锅炉的开发及应用

生物质发电在发达国家己受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。

（一）国外生物质锅炉的开发及应用

生物质锅炉的技术研究工作最早在北欧一些国家得到重视，随焉在美国也开展了大量研究开发，近几年由于环境保护要求日益严格和能源短缺，我国生物质燃烧锅炉的研制工作也取得了进展。生物质

燃料锅炉国内外发展现状示于表1。

美国在20世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术及燃烧技术，并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备；日本在20世纪30年代开始研究机械活塞式成型技术处理木材废弃物，1954年研制成棒状燃料成型机及相关的燃烧设备；70年代后期，西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等国家也开始重视压缩成型技术及燃烧技术的研究，各国先后有了各类成型机及配套的燃烧设备。

丹麦BWE公司秸杆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排，自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料，锅炉采用设有BW“燃烧控制区”的双拱形设计和底特律炉排厂生产的DSH水冷振动炉排，使燃料燃烧完全，也有效地降低了烟气的颗粒物排放量。同时，还在炉膛顶部引入热空气，从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态，使固体颗粒充分燃烧，提高热效率，减少附带物及烟气排放量。流化床技术以德国KARLBAY公司的低倍率差速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床单一流化床，而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”。瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内无锡锅炉厂、杭州锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。

（二）我国生物质锅炉的开发及应用

我国生物质成型燃料技术在20世纪80年代中期开始，目前生物质成型燃料的生产已达到了一定的工业化规模。成型燃料目前主要用于各种类型的家庭取暖炉(包括壁炉)、小型热水锅炉、热风炉，燃烧方式主要为固定炉排层燃炉。河南农业大学副研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉，该燃烧设备采用双层炉排结构，双层炉排的上炉门常开，作为燃料与空气进口；中炉门于调整下炉排上燃料的燃烧和清除灰渣，仅在点火及清渣时打开；下炉门用于排灰及供给少量空气。上炉排以上的空间相当于风室，上下炉排之间的空间为炉膛，其后墙上设有烟气出口。这种燃烧方式，实现了生物质成型燃料的分步燃烧，缓解生物质燃烧速度，达到燃烧需氧与供氧的匹配，使生物质成型燃料稳定、持续、完全燃烧，起到了消烟除尘作用。20世纪80年代末，我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作，研制了多台生物质流化床锅炉，可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料，锅炉出力充分，低负荷运行稳定，热效率高达80％以上。浙江大学等也开展了相关研究工作。下面介绍两种国产的代表性锅炉。

1、无锡华光锅炉股份有限公司

锅炉为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程布置燃秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置为水冷振动炉排。在冷却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温过热器和低温过热器。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器室四周全为膜式水冷壁,为悬吊结构。锅筒中心线标高为32100m。锅炉按半露天。布置进行设计。

2、济南锅炉集团有限公司

济南锅炉集团有限公司在采用丹麦BWE技术生产生物质锅炉的同时,也开发出循环流化床生物质锅炉,其燃料主要为生物质颗粒。其燃料主要通过机械压缩成型,一般不需添加剂,其颗粒密度可达到1～017t/m3,这样就解决了生物质散料因密度低造成的燃料运输量大的问题。但颗粒燃料的生产电耗高,一般每生产1t颗粒燃料需耗电30～

55kW,因而成本较高,大约在300元/t。循环流化床锅炉炉内一般需添加粘土、石英沙等作为底料已辅助燃烧。由于燃料呈颗粒状,因而上料系统同输煤系统一致,很适于中小型燃煤热电厂的生物质改造工程,在国家关停中小型燃煤(油)火力热电政策和鼓励生物质能开发政策下有广阔的市场前景。

四、我国生物质直燃发电政策

我国具有丰富的新能源和可再生能源资源，近几年在生物质能开发利用方面取得了一些成绩。2005年2月28日通过了《可再生能源法》，其中明确指出“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”，它的颁布和实施为我国可再生能源的发展提供了法律保证和发展根基。随后，与之配套的一系列法律、法规、政策等陆续出台，如《可再生能源发电有关管理规定》(发改能源[2006]13号)、《可再生能源发电价

格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》(发改价格[2007]44号)、《关于2006年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2007]

2446号)、《关于2007年1—9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2008]640号)等的。与此同时，国务院有关部门也相继了涉及生物质能的中长期发展规划，生物质能的政策框架和目标体系基本形成。2012年科技部日前就《生物质能源科技发展"十二五 "重点专项规划》、《生物基材料产业科技发展"十二五"专项规划》、《生物种业科技发展"十二五"重点专项规划》、《农业生物药物产业科技发展"十二五"重点专项规划》等公开征求意见。表示将建立政府引导和大型生物质能源企业集团参与科技投入机制，推进后补助支持方式向生物质能源科技创新倾斜，形成政府引导下的多渠道投融资机制。这些政策的出台为生物质发电技术在我国的推广利用提供了有力的保障。

四、高效洁净生物质锅炉的开发应用建议

（一）重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备

目前对生物质直接燃烧的研究，比较多地集中在生物质燃烧特性、燃烧方法和燃烧技术等方面，而对各种燃烧技术的经济性研究较少，更缺乏对不同燃烧方法、燃烧技术经济性的比较分析。实际上，由于生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源地分散，收集、运输、贮存都需要一定的成本，有些燃烧技术需先对生物质燃料进行干燥、破碎等前期加工处理，真正适用的、值得推广的是能源化利用总成本最低、从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少、对环境影响最小的技术。例如，对于秸秆类生物质，捆烧将会是最有市场竞争力的燃烧方法，所以，应针对我国农村耕种集约化程度较低的现状，开发各种秸秆的小型打捆机械，并重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备。农林加工剩余物(如甘蔗渣、稻壳、废木料等)则宜就地或就近燃烧利用，如剩余物数量较大且能常年保证供应，则可作为热能中心或热电联产锅炉燃料，热电联产的锅炉型式应优先采用循环流化床锅炉，数量较少或不能保证常年供应的，则可采用能与煤混烧的燃烧设备。

（二）加大科技支撑力度,加强产学研结合,突破关键技术和核心装备的制约

加大科技支撑力度,尽快将生物质能源的研究开发纳入重大专项,开发低成本非粮原料生产燃料乙醇和高效酶水解及高效发酵工艺,研究可适用不同原料、节能环保的具有自主知识产权的生物柴油绿色合成工艺,开发适宜中国不同区域特点的高效收集秸秆资源、发展成型燃料的关键生产技术与装备。

（三）做好技术方面控制

生物质锅炉的开发过程中应当克服以下技术问题：

1、粉尘控制与防火防爆 

目前生物质电厂的燃料储运是在常压下进行的，由于生物质燃料自身的特点，在其粉碎过程中或者在运输过程中出现落差的情况下，会产生大量的粉尘，导致了上料系统合锅炉给料系统的粉尘含量高，粉尘浓度甚至进入爆炸极限范围，存在极大的安全隐患。 

针对这种情况，需要我们根据国内燃料供应情况，在燃料粉碎、运输及上料环节上对生产工艺做相应修改，如采用封闭式负压储运；在落差较大的位置设置除尘装置；增设粉尘浓度传感器对粉尘进行实时监测；保持料仓的通风性良好，监测并控制料仓的温度、湿度。 

2、燃料输送系统的简化 

目前燃料输送系统和锅炉给料系统环节较多，工艺复杂，螺旋和斗式提升机经常堵塞的现象。燃料输送系统故障会导致炉前料仓断料，不能满足锅炉负荷下的燃料供应。 

为了避免这种现象发生，可以考虑改进现有的给料工艺，减少给料环节，不采用斗式提升机，改用栈桥、皮带，直接将料仓的料输送到炉前料仓。同时严格控制燃料湿度和粒度，防止燃料结团、缠绕，并改进自动化控制手段，保证输料系统连续稳定运行。 

3、结焦和腐蚀 

生物质燃料的成分和煤粉存在极大差异，尤其灰分中含有大量碱金属盐，这些成分导致其灰熔点较煤粉的灰熔点低，容易产生沾污结焦和腐蚀。因而生物质锅炉产生结焦、腐蚀的工况参数与普通燃煤炉不同，应该根据燃料性质及燃烧特性的不同，对锅炉及其辅助设备的工艺设计提出不同要求，并改进相关自动化控制使工艺运行环境符合现有设备要求。

随着国家大气污染排放标准的提高，因重视对废气排放的控制，炉内脱硫技术是控制空气污染的有效方法。循环流化床是我国燃煤发电重要的清洁煤技术。历经二十余年的发展，我国掌握了300MW亚临界循环流化床锅炉设计制造运行的系统技术，发展超临界参数循环流化床锅炉已经势在必行。国家发改委自主研发超临界600MWCFB锅炉是当前技术的典范。

参考文献

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