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生物质大锅灶颗粒燃料锅炉的燃烧及排放特性探究

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生物质大锅灶颗粒燃料锅炉的燃烧及排放特性探究

发布日期:2017-08-24 作者: 点击:

  人类利用生物质大锅灶能源已有几十万年之久,其应用之早,是最直接的一种燃料能源。然而却因为生物质自身存在的诸多问题,而不能得到广泛的利用。例如:生物质的热值比较低、缺少专用的燃烧设备、运输及存储不便等。在我国,经济社会的发展是以能源的消耗作为重要前提的,经济发展的越快,能源减少的越多。这样我们所面临的两个显着问题是:环境污染趋于严重化;另一个是能源燃料的紧缺。因此,研究燃用生物质颗粒燃料锅炉的机理,探究其燃烧及排放特性,妥善处理能源燃料紧缺问题,对提升环境质量,改善人民生活环境具有重要的指导意义。

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  1.燃用生物质颗粒燃料锅炉

生物质颗粒燃料锅炉主要采用三室的燃烧结构:即气相燃烧室、固相燃烧室和燃烬除尘室。固相燃烧室的主要作用是为生物质颗粒燃料供应大量热解的气化热量,从而产生大量的生物质燃气。这部分生物质燃气通过底部的吸式结构过滤净化,并最终被导入气相燃烧室中从而实现均相的动力燃烧。气相燃烧室的尾部主要采用旋流结构制造,这样可以让燃气的火焰进行充分的扰流,进而促进燃气的完全燃烧。而燃烬除尘室一般采用降尘、燃烬、凝渣以及辐射传热等组合结构,从而可以实现洁净燃烧和辐射换热等多重效果。

2.生物质燃料锅炉的燃烧及排放特性

(1)生物质颗粒燃料锅炉的燃烧特性

生物质颗粒燃料一般都是经过超高压压缩形成的微粒状燃料,密度较原生物质要大的多,这样的结构和组织特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和传热速度。该种燃料的点火温度也比较高,但是点火性能存在一定程度的下降,不过仍然要好于煤的点火性能。

生物质颗粒燃料锅炉在燃烧开始阶段会慢慢进行分解,此时的燃烧主要处于动力区,但是随着燃烧进入过渡区和扩散区,燃烧的速度降低,就可以将大部分的热量挥发传递到受热面,从而使排烟的热损失大大降低。同时,挥发燃烧需要的氧气和外界扩散的氧气比例适中,从而实现充分的燃烧,并进一步减少了气体不完全燃烧造成的损失和排烟造成的热损失。

燃烧充分完成以后,留下的焦炭骨架的结构非常紧密,流动的气流无法分解骨架,从而使得骨架炭仍然能够保持完好的层状燃烧,并形成层状的燃烧核心。此时炭的燃烧比较稳定,炉温也相对较高,可以很大程度上减少固体和排烟的热损失。


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