生物质燃料的燃烧特性

・７２・　能源研究与管理２０１１（３）　节能技术　

生物质成型燃料技术及其特性　

万根香　

（江西江联能源环保股份有限公司，南昌３３０００１）　

摘要：生物质型煤和含添加剂生物质成型燃料的燃烧特性优于纯秸秆成型燃料，燃料燃烧性能越好，供风量越充　

足，排烟状况越好，炉具的热效率越高。从排放烟气中测得ＮＯｘ的浓度较低，ＨＣ１浓度也很低。充分利用好该燃料　

具有广泛的前景。　

关键词：生物质成型燃料；燃料特性；燃烧技术　中图分类号：ＴＫ６　文献标志码：Ａ　文章编号：１００５－－７６７６（２０１１）０３—００７２一Ｏ３　

Ｂｉｏｍａｓｓ　Ｆｕｅｌ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　

ＷＡＮ　Ｇｅｎｇ—ｘｉａｎｇ　

（ＪｉａｎｇＸｉ　Ｊｉａｎｇｌｉａｎ　Ｅｎｇｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ，３３０００　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　Ｂｉｏｍａｓｓ　ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｏｓｅ　ｗｉｔｈ　ａｄｄｉｔｉｖｅ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｉｓ　ｓｕｐｅｒｉｏｒ　ｔｏ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｐｕｒｅ　ｓｔｒａｗ　ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｆｕｅｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｑｕａｎｔｉｔｙ，ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ，ＮＯｘ　ａｎｄ　ＨＣＬ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｇａｓ　ｉｓ　ｌｏｗｅｒ．Ｍａｋｅ　

ｆｕｌｌ　ｕｓｅ　ｏｆｔｈｅ　ｆｕｅｌ　ｈａｓ　ａ　ｂｒｏａｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍａｓｓ　ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ；ｆｕｅｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

生物质燃烧技术及其在能源领域中的应用

随着全球经济和人口的迅速增长，能源需求的增加已成为世界各国共同面临的问题。作为人类社会的基本需求之一，能源的统筹管理和合理利用已成为国际社会的共识。在此背景下，绿色能源作为一种能够有效降低燃烧排放物、减少对环境的不良影响和增加能源利用效率的新型能源逐渐得到了广泛关注和认可。而生物质燃烧技术，正是其中一项被广泛应用的绿色能源利用技术。

一、 生物质燃烧技术概述

生物质燃烧技术是指利用生物质作为燃料，通过燃烧产生能量的一种技术。生物质燃烧技术主要包括直接燃烧、气化燃烧和热化学转化等多种方法。其中，直接燃烧是指将生物质原料直接燃烧，其产生的热能可以被用来加热水或蒸汽，进而发电或供暖等。气化燃烧则是将生物质原料通过气化反应产生可燃气体，并将气体热解来产生电能。热化学转化则是指利用化学反应将生物质原料转化为液体或气体燃料，再利用这些燃料来发电。

与传统燃烧技术相比，生物质燃烧技术具有许多优点。首先，生物质燃烧过程中几乎不排放硫、氮和二氧化碳等有害气体，是一种非常环保的能源。其次，生物质资源广泛，来源丰富，可以有效减少对化石燃料的依赖。此外，采用生物质燃烧技术可以有效地解决农作物和园林废弃物等有机废弃物的处理和利用问题，减少二次污染。

二、 生物质燃烧技术在能源领域中的应用

生物质燃烧技术以其环保、可持续等特点被广泛应用于能源领域。以下列举部分应用场景。

1. 生物质燃烧发电

生物质燃烧发电是目前生物质燃烧技术应用最广泛的领域之一。生物质燃烧发电一般以木质废弃物、农作物秸秆等为原料，通过燃烧产生蒸汽驱动汽轮机发电。该技术具有废弃物资源化利用、能源利用效率高等优点。

2. 生物质燃气锅炉

生物质燃气锅炉是将生物质包括木屑、秸秆、油棕壳等转化为气体燃料后进行燃烧，用于取暖或加热水。该技术具有环保、能源利用效率高等优点。

3. 生物质热风炉

生物质热风炉利用生物质原料进行直接燃烧，产生高温热风，用于工业生产中的热处理、干燥等工序。该技术具有节能、环保、安全等特点。

棕榈壳生物质燃料分析

棕榈壳是一种常见的生物质燃料，它的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。纤维素是由葡萄糖分子通过β-1,4-葡萄糖苷键连接而成的聚合物，半纤维素是一种多糖，木质素则是有机化合物的混合物，主要包含芳香族和杂环烃。

棕榈壳作为一种生物质燃料的主要优势在于它的可再生性和低碳排放特性。生物质燃料的燃烧过程会产生二氧化碳和水蒸气，但这些气体采取的是植物通过光合作用吸收的二氧化碳，因此整个过程是一个封闭的循环，对全球温室气体排放的负面影响相对较小。同时，与化石燃料相比，棕榈壳燃料的燃烧过程中产生的二氧化硫和氮氧化物等有害气体排放量也较低。

棕榈壳作为生物质燃料具有较高的热值，一般在16-18MJ/kg之间。热值是燃料单位质量所释放的能量，高热值意味着每单位质量的燃料可以释放出更多的能量。棕榈壳通过干燥和压缩处理可以进一步提高热值。

棕榈壳的燃烧特性与其他生物质燃料相似。它的燃烧过程分为三个阶段：干燥阶段、热解和炭化阶段、以及燃烧阶段。在干燥阶段，棕榈壳中的水分被蒸发，燃烧温度开始升高。在热解和炭化阶段，纤维素和半纤维素开始分解生成一些有机化合物和气体，随着温度的升高，这些有机化合物进一步分解生成炭，同时释放出一些有害气体，如一氧化碳和二氧化碳。在燃烧阶段，炭开始燃烧生成热量，同时继续释放二氧化碳和一氧化碳等气体。

棕榈壳燃料的灰分含量较高，一般在4-10%之间。灰分是燃料燃烧后残留的无机物质，它的存在会对燃料的燃烧性能和燃烧设备的运行产生一定的影响。高灰分含量的燃料容易堵塞燃烧设备，产生灰渣，降低能效。因此，在使用棕榈壳燃料时需要进行灰分的处理和控制。

总之，棕榈壳作为一种生物质燃料具有可再生性和低碳排放的优势，同时也存在热值高、灰分含量高等特点。在使用时需要注意燃烧过程中产生的有害气体的控制和灰分的处理。

生物质燃料‎的燃烧特性‎ ‎目前，生物‎质最主要的‎利用方式就‎是生物质燃‎烧。研究生‎物质燃料的‎组成成分，‎

了解其燃烧‎特点，有利‎于进一步科‎学、合理地‎开发利用生‎物质能。从‎刘建禹、翟‎国勋等[2‎0]对生物‎质燃料特性‎的研究可以‎发现， 生‎物质燃料与‎化石燃料相‎比存在明显‎

的差异。从‎化学的角度‎上看，生物‎质属于碳氢‎化合物，含‎固定碳少。‎生物质燃料‎中

含碳量最‎高的也仅5‎0%左右，‎相当于褐煤‎中的含碳量‎。因此，生‎物质燃料不‎抗

烧，热值‎较低；若生‎物质燃料中‎含氢量变多‎，挥发分就‎明显增多。‎生物质燃料‎中的碳元素‎多数和氢元‎素结合成小‎分子的碳氢‎化合物，燃‎烧需要长时‎间的干燥，‎在一定

的温‎度下热分解‎而析出挥发‎物。所以，‎生物质燃料‎易被引燃，‎燃烧初期，‎烟气量较

大‎；生物质燃‎料含氧量明‎显地多于煤‎炭，它使得‎生物质燃料‎热值低，但‎易于引燃；‎

生物质燃料‎的密度小于‎煤炭，其质‎地较疏松，‎特别是农作‎物秸杆和一‎些粪类，因‎此生物质燃‎料易于燃烧‎和燃尽，但‎其热值较低‎，发热量小‎，灰烬中残‎留的焦碳量‎少于

燃烧煤‎炭；生物质‎燃烧排放烟‎气中硫氧化‎物和氮氧化‎物含量较少‎， 故对环‎境的污

染将‎小于燃烧煤‎炭等化石燃‎料，

燃烧‎时无需设置‎控制气体污‎染装置，从‎而降低了成‎本，这也是‎生物质优于‎化石燃料的‎一方面[2‎2]。生物‎质燃料的燃‎烧过程主要‎分为挥发份‎的燃烧和残‎余焦炭的燃‎。

本文有‎宇龙机械整‎理。 4 ‎烧， 其主‎要燃烧过程‎的特点是[‎23]：

‎(1)生物‎质水分含量‎较多， 燃‎烧需要较长‎时间的干燥‎， 产生的‎烟气量较大‎， 排烟造‎

成热损失较‎高； (2‎)生物质燃‎料的密度较‎小，结构比‎较疏松，燃‎烧时受风面‎积大，较易‎造成悬浮燃‎

烧， 容易‎产生一些黑‎絮； (3‎)由于生物‎质热值低，‎ 发热量小‎， 在锅炉‎内比较难以‎稳定的燃