生物质发电锅炉的研究进展
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生物质燃料在燃煤锅炉脱硝中的应用摘要:脱硝技术是减少氮氧化物(NOx)排放的重要措施,近年来生物质燃烧脱硝作为一种高效低成本的脱硝技术受到了广泛关注。
详细叙述了生物质燃烧脱硝的基本原理,将传统的选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)进行了对比;结合国内外生物质及其衍生燃料应用于燃煤锅炉脱硝的研究进展;给出了生物质及其衍生燃料燃烧均能达到较好的脱硝效果.成本相对较传统脱硝低的建议;最后总结了不同生物质燃烧脱硝方式的优缺点,为其进一步研究和应用提供参考。
引言NOx 是主要大气污染物之一,近年来NOx的大量排放引起了酸雨、光化学烟雾等环境问题,严重危害了人类的生活及动植物的生存。
据预测,到2030年,基准情景下中国NOx 排放量将达到35.4×106t。
因此,对NOx的控制势在必行。
目前工业上应用较多的脱硝技术有SNCR和SCR技术,SNCR效率低,约为25%~40%;SCR使用催化剂,成本高。
由于SNCR和SCR中只有NH3参与还原NOx ,温度过低氨不发生反应,过高则被氧化为NOx,因此最佳温度区间较窄,低温部分脱硝效率极低。
研究表明,适当添加CH4、CO、H2及其混合气可提高低温条件下SNCR反应的脱硝效率。
另外,氨剂还原剂的使用导致氨逃逸。
生物质燃料燃烧脱硝可避免SNCR/SCR技术存在的问题,一方面,因为生物质挥发分含量高,挥发出气体的均能起到还原NOx 的作用,有利于NOx还原,脱硝效率可达60%以上;另一方面,无氨的使用避免了氨逃逸造成的二次污染;同时,生物质燃烧可提供热量,有利于减少燃料成本,是一种高效清洁的脱硝方式。
本文综述了近年来国内外生物质及其衍生燃料脱硝的研究进展,以期为生物质燃料脱硝的进一步研究提供思路和参考。
1生物质燃烧脱硝机理SNCR和SCR技术的原理是将还原剂(主要是氨或尿素)喷人烟气中,在高温作用下迅速产生NHi ,可高度选择地与NOx反应,最终将NOx还原为N2,即使在氧化性气氛中也是如此。
生物质燃料高效转换技术研究生物质燃料是一种可再生能源,其特点是绿色、环保、丰富可再生,是石油、天然气等传统燃料替代品。
目前,生物质燃料已在能源、化工、农业、林业等多个领域得到广泛应用,应用于生活供暖、电力生产、制氢、合成液体燃料等领域。
如何高效转换生物质燃料,是当前能源转型中研究的热点和难点之一。
一、生物质燃料高效转换技术分类转化方式不同,生物质燃料高效转换技术可分为气化、液化和热解三类。
1.气化技术气化技术是将生物质燃料在高温、低氧的条件下分解成气体混合物的技术。
这些气体包括H2、CO、CO2、CH4等,其用途极为广泛,可以用于生活供暖、燃气发电、合成化学品等领域。
气化技术的核心是通过热解、燃烧等方式,使生物质燃料转化为燃烧性气体混合物。
生物质燃料气化技术已逐渐成为生物质能利用的主流技术之一,由于气化能够高效地利用生物质燃料中的碳、氢、氧等元素,同时减少环境污染,对推动清洁能源发展有重要意义。
2.液化技术液化技术是将生物质燃料在高压、高温的条件下转化为液态燃料。
液化技术主要包括生物质燃料裂解和合成液体燃料两种方法。
生物质燃料裂解是将生物质燃料转化为液态或气态的低分子化合物,合成液体燃料则是将生物质燃料转化为合成气,再通过合成气的加氢反应得到液体燃料。
液化技术的核心在于将生物质燃料转化为易于储存和运输的液态燃料,可以在不改变现有石油化工生产线的情况下,实现生物质燃料的产业化生产。
3.热解技术热解技术是将生物质燃料在高温、高压的条件下分解成固态炭、液态燃料和气体混合物的技术。
热解技术主要包括焦炭化和快速热解两种方法。
焦炭化是指将生物质燃料在缺氧或微氧的状态下,使其快速加热至高温时发生干馏的现象,得到焦炭和一定量的液态和气态产物。
快速热解是指将生物质燃料在短时内快速加热至高温,使其在气态或液态状态下催化转化成其他化合物,并通过洗涤、分离等工艺得到液态燃料或其它有用化合物。
热解技术是一种极具潜力的生物质燃料高效转换技术,因其燃料收率高、能量利用率高等特点,具备广阔的应用前景。
生物质能的研究与应用生物质能是指由生物物质转化的能量,例如植物、动物、微生物等有机物可以被转化成各种可利用的能量形式,如热能、电能等。
在当今世界上,对于环境保护和经济发展来说,生物质能的研究和应用具有重要的意义。
一、生物质能的来源生物质能的来源极其广泛,它可以来自于作物、木材、废物、纤维、生物素、动物的粪便和屠宰剩余物等其他生物类原料。
因为这些原料的种类非常丰富,所以可以找到很多不同的生物质能发电方法。
二、生物质能发电方法生物质能发电的常见方法有依靠微生物酶处理有机物的生物反应器、直接燃烧生物质物料、气化和裂解等。
1. 生物反应器。
不同类型的生物反应器有不同的原理,基于某些学科的理论建立起来,可以为反应器池中的微生物提供可消化原料的环境。
微生物会把原料消化成有机物和水。
发酵反应及碳酸化部位的水分会形成二氧化碳和水。
在理论上,可以预测用固体有机物生产的二氧化碳会超过用化石燃料发电的二氧化碳产生量。
从而,生物质发电对消除温室气体带来的影响具有重要作用。
2. 直接燃烧。
直接燃烧生物质物料是最常见的生物质发电方式之一。
燃烧生物质可以产生热能,热能可用于生成蒸汽,并且可以转化为发电机的电能。
3. 气化。
气化生物质也是生物质发电的主要方法之一。
这种方法依靠高温气化反应,将固体物质转化为气体,气体可以直接蒸发的蒸汽进行发电。
4. 裂解。
裂解可以将高密度的有机原料高度分解成低密度的小分子化合物,例如糖浆,葡萄糖,木糖,木质素。
分解后,这些分子可以直接进入氧化剂反应中,反应产物可以分解成发电机所需的物质。
三、生物质能的应用生物质能可以广泛应用在生活中,包括家庭热水、车载燃料、家用电器和城市的发电等方面。
1. 家庭热水。
生物质能可以用于加热锅炉,使其能够加热家庭的热水并提供取暖服务。
2. 车载燃料。
生物质能可以通过某些化学过程成为可控制的低碳燃料,这种低碳燃料不会产生建筑外活跃物。
3. 家用电器。
生物质发电可以为家庭用电器和各种电气装置提供能量,例如任务式用电和非任务式用电。
生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用摘要:本文针对某生物质直燃循环流化床锅炉燃料含金属和石头等杂质多、实际入炉燃料水分远大于设计值等客观因素所带来的种种问题,研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造,以达到提高锅炉燃料适应性的效果。
关键词:生物质循环流化床锅炉燃料适应性1概况某生物质直燃循环流化床锅炉为华西能源工业股份有限公司设计制造的纯烧生物质循环流化床锅炉,锅炉型号:HX220/9.81-Ⅳ1型,于2011年投产运行,主蒸汽压力9.8Mpa、温度540℃。
由于实际入炉燃料的水份与杂质远大于设计值,造成锅炉动力场实际阻力偏大、分离器效果差、引风机出力不足,运行中对风帽、分离器、受热面等设备带来较大的损害,降低机组运行的经济性和安全性,通过研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造,以适应实际入炉燃料,提高锅炉的经济性和安全可靠性,达到良好效果。
2项目研究的必要性1、由于燃料含金属和石头等杂质多、床层布风板工况恶劣等因素影响,锅炉运行过程中风帽磨损、堵塞严重,增大床层阻力,影响机组流化效果及带负荷能力,降低机组运行经济性,严重时造成机组被迫停运。
一个运行周期后(2-3个月)停炉检修需更换200-300个风帽,占用大量检修人力及检修时间,增加维护成本。
2、实际入炉燃料水分远大于设计值,在负荷不变的情况下,使用水分较高的燃料需要更大的风量,导致旋风分离器在额定工况下实际运行压差达到2200-2700pa,远高于设计值1577pa。
过高的分离器压降直接增加引风机的电耗,甚至在高水分工况下,由于烟气量增大导致引风机出力不足直接影响机组带负荷能力。
高水分燃料工况,分离器入口的烟气平均流速高达30m/s以上,显著高于设计数据。
烟气流速增加,加剧旋风分离器设备磨损,缩短设备使用寿命,增加运行成本。
3、实际燃料与设计有较大偏差,原设计的旋风分离器分离效果不佳,降低锅炉运行安全性可靠性。
生物质锅炉设计思路与方法摘要:近年来,我国的农业有了很大进展,玉米、水稻等农作物秸秆、农林产品加工废弃物等可再生资源非常丰富,这些原料经过回收进行集中资源化利用,一方面可以给企业创造利润,增加农民收入;另一方面,生物质成型燃料直接作为锅炉燃料供热取暖,对保护环境、降低大气污染物排放、改善生态、提高农民生活水平等都具有重要作用,是生物质燃料利用的一种有效途径。
我国生物质能利用尚属初级阶段,建立生物质燃料供热标准体系,发展壮大专业化供热企业,确保生物质能供热产业可持续健康发展任重而道远。
本文首先分析了生物质锅炉燃烧特性,其次探讨了生物质锅炉设计思路,然后就生物质锅炉设计方法进行研究,最后论述了生物质燃料供热的发展,以供参考。
关键词:能源;生物质;锅炉;供热引言随着我国目前对污染治理和环境保护工作的日益重视,以及城市环保政策的不断实施,在城市中心区和一些对环境要求比较严格的地区燃煤锅炉的数量正在不断减少,电加热锅炉的数量在不断提升,且上述几种锅炉还伴随有燃料运行成本高、设备投资较大等问题。
于是在此背景下,既满足环保排放,不对环境保护治理造成过大压力,运行成本又相对较低的燃生物质锅炉,在锅炉行业中所占的比重越来越大。
1生物质锅炉燃烧特性生物质锅炉对燃料的适用性强,能适用大部分燃料,但不适用于多种燃料混烧,特别是粒度、密度相差很大的燃料。
对燃料的适应性强,主要表现为不同品种的燃料可以掺烧,若掺烧燃料的特性较差,可能会影响锅炉带负荷,锅炉效率下降。
炉膛温度低,可有效防止高温腐蚀和积灰的形成;炉膛出口温度低,加入氧化钙等可有效抑制二氧化硫和氮氧化物的生成。
2生物质锅炉设计思路对生物质成型燃料,通常易着火且易燃尽,并不需要很高的燃烧温度来提高燃烧效率,过高的温度不仅会造成氮氧化物升高,还有结渣、腐蚀加剧等风险;另一方面,温度也不宜过低,否则会降低燃烧效率,并造成一氧化碳超标。
兼顾高效与低氮,燃烧温度不宜超过1000℃,也不宜低于700℃,可以针对具体的生物质原料通过实验及模拟,确定最佳温度区间。
生物质能的研究进展摘要:文章介绍了生物质能的概念,概述了国内外生物质能的利用现状,阐述了生物质能转化技术的研究进展,展望了生物质能利用的发展前景。
关键词:一次能源;生物质能;转化技术;热化学转化1 引言能源短缺和环境污染日益成为制约人类社会发展的主要问题。
根据国际能源机构的统计,若按目前的水平开采世界已探明的能源,人类使用的主要能源——石油、天然气和煤炭供人类开采的年限分别只有40a、50a和240a[1-2]。
能源无节制使用,造成环境问题日益严重,如全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈平衡、释放有害物质、引起酸雨等。
因此,开发新的替代能源已成为21世纪必须解决的重大课题[3]。
生物质能具有含硫量低、灰分小,特别是CO2近“零”排放的特点,是一种理想的可再生能源,因此生物质能的开发利用受到世界各国的普遍关注[4]。
2 生物质能概念生物质(biomass)是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物的能再生的物质。
生物质能(biomass energy或bioenergy)是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,将太阳能转化为化学能固定和贮藏在生物体内的能量。
生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,具有环境友好和可再生双重功能[5-7]。
生物质资源丰富,包括林业生物质;农业废弃物;人畜粪便;城市垃圾;有机废水;水生植物;能源植物等[8-14]。
3 生物质能的利用现状研究开发利用生物质能这种可再生能源已经成为了世界各国的一项重要任务[15]。
国外的生物质能利用则主要集中在把生物质转化为电力和把生物质转化为燃料方面[16]。
从20世纪70年代末期开始到现在,许多国家都制定了相应的开发研究计划,如巴西的酒精能源计划、美国的能源农场、欧盟的生物柴油计划、日本的阳光计划和印度的绿色能源工程等[17-20]。
目前,巴西采用甘蔗制乙醇作为汽车燃料,年产量达1400万吨,成为世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。
生物质能源的研究现状王桂栋摘要: 生物质能是可再生能源的重要组成部分.生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。
进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展生物质能应用技术的研究并取得研究成果,达到工业化应用规模,本文概述了生物质能源的研究现状。
关键词:生物质能源研究现状发展趋势1 引言未来科技、经济和社会发展的竞争首先是资源的竞争。
人类能够长久依赖的未来能源必须储量丰富、可再生利用且无环境污染。
以植物为主,每年以近2000亿t的速度不断再生的生物质资源将是人类未来的理想选择,大力开发生物质资源,对于改善我国以化石燃料为主的能源结构,延长化石燃料使用时间,改变能源的生产方式和消费方式,建立持续发展的能源系统.促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。
因此,生物质能源的开发和利用得到了人们广泛的关注和世界各国政府的重视,但生物质能源的种类很多,有必要对其进行概要而又综合的分析。
目前正在应用或研究中的生物质能源主要有沼气、生物质燃气(秸秆气化)、生物发酵制取氢气等气体燃料;燃料乙醇、生物柴油、生物质裂解液化等液体燃料;炭棒、木炭砖、颗粒燃料等固体燃料。
现就生物质能源的种类以及生产各种生物质能源的相应技术及其国内外研究进展、存在问题等进行分析和论述。
2 固体燃料固体燃料是以木材屑末下脚料、植物秸秆、各种糠渣谷壳等为原料,经成型机挤压成型制成薪棒或颗粒等,然后脱烟炭化成清洁炭或直接燃用。
从而达到了很高的CO2排放标准,是一种比较简洁的生物质能源生产方法。
现在,辽宁省能源研究所、西北农业大学、中国林业科学研究院、陕西武功轻工机械厂、江苏东海县粮食机械厂等10余家单位研究和开发生物质成型燃料技术和设备。
其中环模滚压成型方式生产的颗粒燃料主要用作锅炉燃料,其工艺流程需要消耗大量能量,原料的湿度要求在12%左右,湿度太高和太低都不能很好成粒。
为了达到这个湿度,很多原料要烘干以后才能用于制粒,而且压制出来的热颗粒(颗粒温度可达95-110℃)要冷却才能进行包装。
高参数生物质循环流化床锅炉技术研发与应用发布时间:2022-05-07T02:13:00.132Z 来源:《新型城镇化》2022年8期作者:熊锋[导读] 生物质能是可再生能源的重要组成部分,因其具有储量丰富、分布广泛、可再生等特点得到人们认可。
浙江城建煤气热电设计院股份有限公司 310030摘要:生物质能是可再生能源的重要组成部分,因其具有储量丰富、分布广泛、可再生等特点得到人们认可。
生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境将起到十分积极的作用。
进入20世纪70年代以来,世界各国都对此高度重视,积极开展生物质能用技术研究,并取得许多研究成果,实现工业化应用规模。
其中,由于循环流化床锅炉具有燃烧污染物排放低、燃烧适应性广、燃烧效率较高以及负荷调节范围宽等优势,可以很好地适应生物质燃料挥发分高、水分高、热值波动大的特质,因此,循环流化床锅炉燃烧技术在生物质直燃发电领域的应用较为广泛。
生物质循环流化床锅炉的燃烧优化是保证锅炉安全、经济和稳定运行的关键,国内一些研究者开展了相关的研究和现场试验工作。
然而,由于生物质能量密度较低、储运成本较高,目前生物质直燃发电还需依靠政府补贴。
随着新能源补贴的退出,降低基建投资、提高发电效率显得尤为重要。
提高效率的有效途径是提高蒸汽参数。
但生物质,特别是草本植物,如农业秸秆中富含K、Cl等沾污性、腐蚀性较强的物质,限制了锅炉蒸汽参数的提高。
基于此,本篇文章对高参数生物质循环流化床锅炉技术研发与应用进行研究,以供参考。
关键词:高参数生物质;循环流化床;锅炉技术;研发与应用引言化石燃料作为一次能源中的主要能源来源,在燃烧进行时的污染物排放较高,寻找一种当下可再生循环利用又燃烧产物携带污染物少的替代能源,各行各业都进行了有益的探索。
每年国家各种行业的生物质废弃物量非常大,例如玉米杆、稻壳、制药废液等可再生资源,生物质废弃物作为燃料,是一种相对洁净的燃料。
生物质燃料燃烧利用,目前分为散料直接燃烧和加工成型燃料燃烧,成型燃料价格昂贵,难以大力市场化推广,生物质燃料直燃由于燃烧设备的复杂性,目前处于积极探索阶段。
詹德才:生物质发电企业调研报告及发电成本研究中资协资源综合利用发电分会副秘书长詹德才生物质发电技术咨询委员会主任委员中资协资源综合利用发电分会会员部韩冰摘要:本文从生物质发电厂实地考察与调研入手,深刻剖析了生物质发电行业普遍面临亏损的主要原因,并提出了一些意见与建议,可为本行业的健康发展和国家政策的制定提供依据。
1. 引言2011年5月16日,中资协资源综合利用发电分会对国内生物质直燃发电企业的现状进行了实地调研。
此次调研重点选取了我国自主研发生产且最具代表性的中温中压锅炉,其类型包括联合炉排锅炉、链条炉排锅炉、循环流化床锅炉、水冷震动炉排锅炉。
调研组通过深入分析不同锅炉的燃烧形式、给料方式、热转化效率、运行稳定性、年利用小时数、秸秆单耗等内容,并将其与进口锅炉进行对比,总结出了影响发电成本的各项因素,并提出了增加生物质电厂经济效益的有效途径,为即将涉足生物质直燃发电的企业提供借鉴,也为国家相关部门制定生物质直燃发电行业的发展政策提供依据。
2. 调研电厂情况(1)新乡天洁生物质发电有限公司该项目是联合炉排炉技术第一个投产项目(济锅)。
机组规模:2×75t/h+2×12MW,机组不供热,项目总投资约2个亿;2009年11月,1号机组投产;2011年2月,2号机组投产;锅炉热效率未测;燃料组成:直接收集散料(25~45公分),秸秆含水量40%;掺烧比例:60%为树皮、木屑,40%为玉米秆和少量麦秆;2010年发电8000万度,秸秆平均价280元,秸秆单耗1800g/kwh;年停机10多次;企业亏损几百万;问题:炉排重量大,双螺旋给料,密封不太好,一停机就回火。
(2)、长葛市恒光热电有限责任公司:80年代燃煤小火电厂,03年因亏损改制,06年基本亏尽注册资本金,进行改造;一号机组改造时间06年,07年投产,规模:1×75t/h中温中压链条炉(上海四方)+1×12MW机组;2号机组:1×65吨中温中压联合炉排炉(济锅)+1×12MW机组,机组不供热;2号机组07年改造,08年下半年投产;锅炉热效率分别为86%和83%;改造总费用4000万;2010年发电1.3亿度,消耗秸秆24万吨,秸秆含水量≥35%,主燃料木屑、树皮、玉米秆,季节不同而不同,共有几十个收购站,每天收1000吨左右,均价在320元/吨,烧散料;公司人数:300人以上,08年亏损300万,09年盈利100万;10年盈利1000万左右。
藻类热解生产生物质燃料研究进展0 前言随着全球经济的发展,世界范围内的能源需求量日益增加。
与之相反,世界的石化能源(煤、石油、天然气等)储量正逐渐减少。
同时,石化能源产品燃烧后排放废气所造成的环境污染也是人类面临的一大问题,因此开发可再生、环保的替代性燃料已成为能源工程领域的重要课题之一。
欧美等西方发达国家每年都投入大量的经费进行可再生能源的研发,积极发展可再生能源。
发展生物能源被认为是二十一世纪世界能源结构战略性转变的一个方向,并成为许多国家和地区能源发展战略的重要组成部分。
我国正逐渐成为一个能源消费大国,能源供应在社会的协调发展方面凸显重要意义。
但是,由于石油、天然气和煤炭等化石能源不仅存在地理区域上分布不均的问题,而且储量的日益减少,以及化石能源的燃烧对空气造成的污染和对环境造成的严重破坏,人们开始寻找新的能源。
生物质能是一种可再生的能源,逐渐受到人们的重视,为人们所研究。
在众多的生物质中,微藻具有含有较高的脂类物质、生物量大、生长周期短、易培养等优点,是制备生物质液体燃料的良好材料,并且以微藻为原料,经热解等方法制备的生物油具有热值高、易储运等优点,因此微藻热解制备生物油具有广阔的开发利用前景。
采用热解技术生产生物质燃料方面,国内外研究较多的生物质材料主要是木质素或纤维素材料,如经济林和农作物残余、生产及生活垃圾中富含的木质素及纤维素的成分。
由于木质素和纤维素难于直接热解,热解所需条件也较为苛刻,导致所需成本高、经济效益低。
而微藻含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等化学成分,易于热解,尤其是杜氏盐藻细胞不含有细胞壁等富含纤维素的细胞器,其热解更易于实现,是一种重要的可再生生物资。
同木质-纤维素材料相比,利用藻类作热解材料具有更多优势:(1)藻类的光合作用效率较树木高。
具有环境适应能力强、生长周期短(一般高等植物需要几个月甚至几年才能完成一代生长发育,藻类繁殖一代的时间仅为2-5d)、生物产量高的特点;(2)自然水体(海洋、湖泊等)每年能提供非常丰富的藻类生物量;(3)藻类在水中生长,因而不占用农业用地,其养殖过程可以实现自动化控制;(4)藻类含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等易热解的化学组分,而木材则以木质素、纤维素等难热解成分为主,因此藻类所需热解条件相对较低,使生产成本降低;(5)某些藻类,如葡萄球藻、盐藻、小球藻在适当条件下培养后,所得藻粉具有很高的产烃能力;(6)藻类易被粉碎和干燥,因而其预处理成本较低;(7)藻类热解所获得的生物质燃油热值高。
生物质电厂锅炉运行调试分析1. 引言1.1 背景介绍生物质电厂锅炉是利用生物质作为燃料来发电的设备,由于生物质资源广泛且可再生,因此生物质电厂锅炉逐渐受到人们的关注和重视。
在实际运行中,由于生物质种类繁多、水分含量不同等因素,锅炉的运行会面临各种问题,如燃烧不完全、温度不稳定等。
为了确保锅炉的安全稳定运行,需要进行运行调试分析,找出问题并提出解决方案。
本文即旨在对生物质电厂锅炉的运行情况进行分析,总结调试过程及方法,探讨问题与解决方案,提出优化方案并进行效果评估,从而为生物质电厂锅炉的运行提供参考。
通过本文的研究,将更好地了解生物质电厂锅炉的运行特点,为提高生物质电厂锅炉的运行效率和稳定性提供理论支持。
1.2 研究目的研究目的是通过对生物质电厂锅炉的运行调试进行详细分析,探讨其运行状态和效率问题,找出存在的调试问题和优化空间。
通过研究锅炉的运行情况和调试过程,提出相应的解决方案和优化方案,实现锅炉运行稳定、高效和节能。
通过评估优化方案的效果,为生物质电厂锅炉的运行管理和维护提供参考,促进生物质电厂的可持续发展。
通过本次研究,总结经验教训,为今后类似问题的解决提供参考,进一步完善生物质电厂锅炉的运行调试工作。
这个研究的意义在于提高生物质电厂锅炉的运行效率和节能水平,推动生物质能源的开发利用,促进清洁能源的发展。
2. 正文2.1 锅炉运行分析在生物质电厂锅炉的运行过程中,需要进行详细的分析以确保其正常运行。
首先要对锅炉的整体运行情况进行全面的评估,包括燃料供给、燃烧过程、传热效率等方面的参数。
通过监测和分析锅炉的工作状态,可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整。
在锅炉运行分析中,需要重点关注燃料的燃烧情况,包括燃料的种类、供给方式和燃烧效率等。
还需要对锅炉的烟气排放进行监测和分析,确保排放达到环保标准。
还需要对锅炉的压力、温度、流量等参数进行实时监测,以确保锅炉的安全稳定运行。
通过对锅炉运行情况的全面分析,可以发现存在的问题并及时调整。
生物质能源的利用及化学转化研究进展生物质能源是指以植物、动物和微生物等可再生生物资源为原料,通过物理、化学、生物等方法转化为燃料和能源产品的过程。
以可再生生物资源替代传统化石能源,不仅能够有效解决能源紧缺问题,还可以减少温室气体排放,减缓全球气候变化。
因此,生物质能源的利用及其化学转化一直是能源领域的研究热点之一。
生物质能源的利用方式多种多样,包括直接燃烧、气化、液化和生物质炭制备等。
其中,生物质气化是一种非常重要的利用方式。
生物质气化可将固体生物质转化为气体燃料,例如合成气和生物质炭。
合成气可以用作燃料供电,或者通过化学催化转化制备液体燃料或化学品。
生物质炭则可以用作固体燃料或用于土壤改良。
生物质气化技术的研究进展主要包括气化反应机理、气化催化剂的设计和改良以及气化设备的优化等方面。
生物质转化为液体燃料是另一种重要的利用途径。
通过生物质转化技术,可将生物质转化为生物柴油、生物乙醇和生物甲烷等液体燃料。
其中,生物柴油是一种通过生物质脂肪酸甲酯合成的燃料,具有与传统柴油相似的性质和燃烧特性,可以直接替代传统柴油使用。
生物乙醇则是通过发酵或化学合成的方法制备的,可作为汽车燃料或工业化学品的原料。
生物甲烷则是通过生物质气化产生的合成气经过清洁能源技术转化制成,是一种环保清洁的燃料。
生物质能源化学转化的主要目标是将生物质中的碳、氢和氧等元素有效利用,优化能源产出以及非能源化学品的生产。
随着化学合成技术的不断发展,一些新型的生物质转化技术也在不断涌现。
例如,生物质多糖的酶解技术可以将生物质中的纤维素和半纤维素等多糖转化为可溶性糖,进而通过发酵或化学反应制备生物乙醇等产品。
此外,生物质中的木质素是一种富含芳香环结构的化合物,具有广泛的应用前景。
研究人员通过催化剂设计和反应工艺优化等手段,不断提高木质素的高效转化率和选择性,实现木质素的高值利用。
在生物质能源的利用和化学转化过程中,环境污染和能源消耗是需要考虑的重要因素。
生物质成型燃料研究现状及进展摘要:本文讨论了发展生物质成型燃料的意义,详细介绍了国内外生物质成型燃料的发展历程及现状,介绍了一些目前采用的新技术和存在的问题。
最后对生物质成型燃料的未来进行了展望,指出生物质成型燃料在节能及环保方面将大有作为。
1发展生物质成型燃料的意义长期以来,石油、天然气、煤炭等化石燃料一直是人类消耗的主要能源,并为人类经济的繁荣、社会的进步和生活水平的提高做出了很大的贡献。
但是,由于煤、石油和天然气等矿物资源是不可再生的,资源是有限的,正面临着逐渐枯竭的危险,因此它们不是人类所能长久依赖的理想资源。
再者目前地球所面临的环境危机直接或间接的与矿物燃料的加工和使用有关,这些矿物燃料燃烧后放出大量的CO2、SO2、NOx被认为是形成大气环境污染、产生酸雨以及温室气体等地区性环境问题的根源。
我国是一个农业大国,生物质能资源十分丰富,仅农作物秸秆折合7亿t 左右,而目前年实际使用量仅为212亿t左右。
因此,我国的生物质资源的利用还有很大的开发潜力。
生物质能在我国商业用能结构所占的比例极小。
植物约有一半弃于荒野未能利用甚至焚烧,不但利用水平低,造成资源的严重浪费,且污染环境。
所以充分合理开发使用生物质能,改善我国的能源利用环境和人类的生态环境,加大生物质能源的高品位利用具有重要的意义。
生物质燃料可分为气化燃料、液化燃料及固化燃料。
目前,在技术经济上最为可行的生物质能利用技术就是固化———即生物质能致密成型燃料技术。
生物质成型燃料的优点:1.1清洁燃烧(1)飞灰极少。
生物质灰分一般少于3%(稻壳等除外),从而简化了燃烧装置的除灰设备。
(2)生物质成型燃料最主要燃烧成分是挥发分,一般含量在70%~80%以上,烟尘产生很少,不冒黑烟。
(3)生物质的燃烧通常不会影响自然界碳的自然循环,即使不燃烧利用、不烧荒,生物质也会在自然消化过程中放出CO。
因此,生物质能的排碳量不会超2的零排放。
出其生长期间所吸收的碳量,从而实现CO2的生成非常有利。
生物质能的生产与利用技术研究在当今能源需求不断增长,环境问题日益严峻的背景下,寻找可持续、清洁的能源成为了全球范围内的重要课题。
生物质能作为一种可再生能源,具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
本文将深入探讨生物质能的生产与利用技术。
一、生物质能的定义与来源生物质能,简单来说,就是由生物质产生的能量。
生物质包括各种植物、动物以及微生物,以及由它们产生的有机废弃物。
常见的生物质来源有农业废弃物(如秸秆、稻壳等)、林业废弃物(如树枝、木屑等)、城市垃圾、工业有机废水以及能源作物(如甘蔗、玉米等)。
这些生物质资源丰富多样,分布广泛,为生物质能的开发利用提供了充足的物质基础。
二、生物质能的生产技术1、直接燃烧技术这是最古老也是最简单的生物质能利用方式。
将生物质直接燃烧,产生热能,用于供暖、烹饪或者发电。
然而,这种方式的能源利用效率相对较低,且燃烧过程中可能会产生一定的污染物。
2、生物质气化技术通过在高温、缺氧的条件下,将生物质转化为可燃气体,主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。
这些气体可以直接用于燃烧发电、供热,或者经过进一步的处理用于合成化学品。
3、生物质液化技术包括热解液化和生物化学液化。
热解液化是在高温无氧的条件下,将生物质快速分解为液体生物油;生物化学液化则是利用微生物或者酶的作用,将生物质转化为液体燃料。
4、生物质发酵技术利用微生物的发酵作用,将生物质中的糖类等物质转化为乙醇、丁醇等液体燃料,或者产生沼气(主要成分是甲烷和二氧化碳)。
三、生物质能的利用技术1、发电生物质能发电主要有两种方式:直接燃烧发电和气化发电。
直接燃烧发电是将生物质在锅炉中燃烧,产生蒸汽驱动汽轮机发电;气化发电则是先将生物质气化为可燃气体,再通过燃气轮机或内燃机发电。
2、供热将生物质燃烧产生的热能通过热交换器传递给供热系统,为居民、工业或者商业建筑提供暖气和热水。
3、液体燃料由生物质转化得到的乙醇、生物柴油等液体燃料,可以直接用于交通运输领域,替代传统的石油燃料,减少对化石能源的依赖和温室气体的排放。
生物质发电锅炉的研究进展
摘要:本文主要针对生物质发电锅炉展开分析,思考了生物质发电锅炉的研究
进展,以及目前研究过程中的重点的课题,并对今后的研究进行了进一步的探讨,
可供参考。
关键词:生物质发电;锅炉;研究
前言
为了提升生物质发电锅炉的研究效果,必须要对今后的研究进行分析,也要
对当前研究的实际情况进行总结,才能够更好的为今后的研究工作提供一些有益
的参考。
1、生物质发电工程概念及特点
1.1生物质发电工程概念
生物质发电工程主要为农林生物质直接燃烧和气化发电、生活垃圾(含污泥)
焚烧发电和垃圾填埋气发电及沼气发电工程。
本篇主要讨论、分析以农林生物质直接燃烧的生物质发电工程。
1.2燃料特性分析
农林生物质的种类包括农作物的秸秆、壳、根,木屑、树枝、树皮、边角木
料,甘蔗渣等。秸秆一般为燃料的主要成份,根据燃料特性,秸秆分为硬质秸秆、
软质秸秆。
硬质秸秆:棉花、大豆等茎干相对坚硬的农作物秸秆及树枝、木材加工下脚
料的统称。
软质秸秆:玉米、小麦、水稻、高粱、甘蔗等茎干相对柔软的农作物秸秆的
统称。
1.3特点
生物质发电工程燃料为废弃作物秸秆及木材下脚料等,属可再生能源,利用
秸秆、木材下脚料等发电,可减少煤、油等常规能源消耗,节省了资源,又避免
焚烧污染环境。
产生的灰渣可作为一种优质肥料还田或复合肥厂生产原料,100%综合利用,
不需设置灰渣场,节省土地,减少水土流失,节省工程造价。
减排二氧化碳,按每度供电减排0.997kgCO2,按1×30MW高温高压凝汽式汽
轮发电机组,配1台130t/h高温高压生物质锅炉的工程,年二氧化碳减排量约
171528t,对减轻大气温室效应,缓解全球气候变暖和气候变化起到了促进作用。
2、我国生物质能气化发电的基本状况
能源紧张已经成为世界各地普遍存在的问题,利用生物质能气化发电技术的
研究与开发,已经受到到世界各国政府与科学家的普遍关注。我国发展生物质能
气化技术,为农村地区提供生活和生产用能,不仅有利于这些地区脱贫致富,实
现小康社会的奋斗目标,也有助于建立可持续的再生能源系统,促进国家节能减
排和国民经济的健康发展。尽管我国对生物质能气化发电的研究和应用起步较晚,
存在气化发电项目运行成本偏高、装机规模小、独立运行稳定性和安全性差、经
济效益低等问题,但是如果能整合可用资源扩大项目规模,政府能够出台发电上
网的准入措施,制定合理上网电价和加大环境的监管力度,生物质能气化发电必
将会有很好的发展前景。
我国具有丰富的生物质资源,每年农民燃烧的大量秸秆,还有大量的荒草地、
沼泽地、盐碱地以及木材加工业的废弃料都具有巨大的开发潜力。如将这些资源
加以有效利用,变废为宝。我国的生物质发电是可持续的。
生物质能气化发电主要由两大部分组成:气化炉将生物质能原料在不完全燃
烧工况下产生气化气;燃气发电机组将可燃气转换成电能(目前运行的均为内燃
式机组)。这个过程中的关键设备为气化炉,一般分为固定床和流化床,前者运
行可靠,适于干料和低灰粉大块混合料,后者气化反应更加充分,要求物料颗粒
较小。
对生物质能气化发电技术的研究与开发早已受到世界各国政府与科学家的关
注,许多国家都制定了相应的开发研究计划。上世纪80年代,我国就有各种产
气原料的厌氧产气装置的应用,并且取得了一定的社会和经济效益,但对生物质
能气化发电的研究和应用却起步较晚。
3、我国生物质发电锅炉的应用现状
随着《中华人民共和国可再生能源法》的颁布,我国对新能源以及可再生能
源都提出了新的目标。从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能
技术的发展,加快了技术产业化步伐。以农业大省河南省为例,目前全省以下的
燃煤发电机组有近台,到年,国家明确规定这些燃煤小机组必须全部停止。若燃
用生物质,不仅可以继续发电、供热,而且每度电的收购价国家还补贴元,市场
背景广阔。采用生物质发电,无论从解决我国能源短缺问题还是从生态环境保护
出发,对实施可持续发展战略,促进社会经济的发展都有十分重大的意义。
3.1燃煤小火电厂改造成生物质能发电厂
为实现能源的可持续性开发,盘活闲置或休克状态的燃煤小火电厂,需要对
燃煤小火电厂锅炉改造成生物质能发电锅炉以进行技术研究。一是研究生物质和
燃煤混烧或者生物质直接燃烧锅炉改造的技术问题二是研究技改后电价、税收等
优惠政策的应用三是研究生物质能燃料和常规燃料混烧或生物质直接燃烧时的合
理运行方式。
对燃煤小火电机组原有的煤粉炉进行适当改造将燃煤和生物质混烧或者生物
质直接燃烧。盘活大量的闲置或休克状态的小火电厂,既节约了社会资源,又有
利于社会稳定和环境保护,符合当前建设资源节约型、环境友好型和谐社会的大
局。
3.2生物质发电锅炉所用燃料的选取
生物质燃料的物理特性与煤炭不同,因此燃料的输送方案也有很大的区别。
通常情况下,生物质燃料可划分为黄色秸秆和灰色秸秆种。黄色秸秆比较松散,
密度较小而体积较大,直接输送难度很大,燃料输送系统比较复杂,通常采用的
燃料基本流程为收购一粉碎或打包一储存一燃料输送一锅炉燃烧。灰色秸秆粉碎
后其物理特性与煤炭有些类似,相对简单一些,可以参照燃煤电厂的输送方案。
把生物质原料压缩成高密度的成型燃料,可以有效解决燃料的采集、存储和
运输问题。首先是研究生物质燃料各种颗粒成型技术,得到一种简单、低成本的
生物质燃料颗粒压缩技术其次,研究压缩颗粒燃料的燃烧技术,提高燃烧效率,
发展适宜其燃烧的燃烧设备。
3.3生物质锅炉的开发应用
锅炉的制造技术是推广生物质发电技术的主要难点,目前还是以引进技术、
国内制造为主。山东单县、高唐等多个项目都是引进丹麦公司的秸秆生物发电技
术。这种锅炉技术在国外已经得到了认可,但锅炉价格相对较高,约是国产锅炉
价格的倍。从长远来看,我国必须开发具有自主知识产权的国产生物质锅炉。
目前,国产生物质锅炉尚处于起步阶段,国内现有的生物质锅炉主要以农作
物秸秆为主,已经具备的燃烧技术包括秸秆捆扎进料结合水冷震动炉排技术、秸
秆与煤混烧技术、压制成型的秸秆燃烧技术。
秸秆捆扎进料的燃烧技术采用打包捆扎的收集方式,燃用前,每一包捆扎的
秸秆必须通过红外线检测其含水量,含水量的合格品被送到炉前的缓冲台,经过
破碎机破碎后进人炉膛,并结合水冷震动式炉排技术进行燃烧。国外进口的水冷
震动炉排价格昂贵,而国产的水冷震动炉排可靠性较差,原有的小火电厂改造并
不适合采用捆扎进料的燃烧技术。秸秆与煤混烧技术在国内也有被运用,河南十
里泉发电厂就是在原来的煤粉炉上掺烧破碎的秸秆,然而产生的灰渣很难得到综
合利用。单独的秸秆燃烧产生的灰渣含有很高含量的钾元素,可以用作肥料煤的
灰渣主要用于水泥工业的原材料,然而试验证明,秸秆与煤混烧的灰渣中的钾元
素对其回收利用具有负面影响。同时从国家的有关政策中可以看出国家并不支持
混烧发电,这种技术很难用于原有电厂的改造。
4、结束语
综上所述,在生物质发电锅炉的研究过程中,应该要关注更多的课题,对于
目前研究的情况来看,我们可以对于今后的研究提供一些借鉴,本文总结了研究
的具体的情况,可供参考。
参考文献
[1]中华人民共和国主席等77号令.中华人民共和国节约能源法[S].2010.10.
[2]国家发展改革委.环境保护部.发展改革委公告2010年第6号.当前国家鼓励
发展的环保产业设备(产品)目录(2010年版).
[3]中华人民共和国轻工业部和公安部[90]造纸行业原料场消防安全管理规定.