生物质型煤燃烧性能
生物质成型燃料技术及其特性
关键词 ：生物质成型燃料 ；燃料特性 ；燃烧技术
中图 分 类号 ：Ｔ Ｋ６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １０ －７ ７ （０ １ ３ ０２ ３ ０ ５ ６ ６ ２ １ ）０ —０ ７ 一Ｏ
Ｂｉｍ ａ ｓＦｕ ｌ ｏ ｄ ｎｇＴｅ ｈ ｌｇ ｎ ｉｓＣｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｏ ｓ ｅ ｌｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙａ ｄ Ｍ ｔ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ
各成 分含 量见表 １ 。
％
源国策 。生物质能源 比其他几种再生能源有更大的
群众 参 与性 、多形 式 的 可转 换性 和 相对 较 少 的开 发 投 入性 ，这是 在 多种 形式 的再生 能 源 中生 物质 能 源
表 １ 几种 生 物 质 的组 成 分 析
投 稿时 间 ：２ １ －７１ ０ ０ —９ １
化发 展列 为科技 发展 与高技术 产业 发展 的优 先领 域 。
这充 分 体 现 了可 再生 能 源的 开发 将成 为 我 国基 本 能
ｌ 生物 质 成 型 燃 料 的 组 成 结 构 和 性质
生 物质 的组成 主要 由 ３种聚 合 体 （ 维 素 、半 纤 纤 维 素 和 木质 素 ） 以及 少 量 的 灰 分 和 提取 物 组 成 ，
等 ，绝 大部 分 是 以硫铁 矿 Ｆ Ｓ 形 式 存在 。 ｓ在燃 烧 ｅ 过 程 中大部 分 形 成气 态 产 物 ，但 烟 气 急剧 冷 却 时 ，
组成 ，例 如 ，秸 秆 主要 由 Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ５ 元 素 种 组成 ，它 们 的含 量 约 为 Ｃ ４ ％￣４ ％、Ｈ ５ ０ ６ ％～７ ％、
Ｏ ４ ％￣ ５ ％ 、 Ｎ ．％ ～ １ ％ 、 Ｓ０１ ～ ０２ ， 还 ７ ５ ０６ ． ０ ． ％ ．％
生物质型煤发展综述_刘滋武
提高型煤强度。 如在常温下将生物质与 NaOH 结， － 溶液混合处理， 碱液中的 OH 会破坏生物质细胞壁 中木质素的吡喃环， 并剥离与木质素相互缠绕的纤 维素和半纤维素， 使生物质分子不再呈立体交联的 网状结构， 不再具有原始弹性。 生物质中木质素的 分解 率 很 高， 在 95 ℃ 时， 木质素的分解率可达 99
［12］
1
1. 1
生物质型煤成型过程
生物质型煤成型工艺
生物质型煤成型工艺主要有烘干、 粉碎、 混合、 高压成型四部分组成。 其中成型可分为冷压成型、 混合成型和热压成型 3 类
［13 ］
。 但不同成型方式制
得型煤的物理性能和燃烧特性有较大不同 。冷压成 型制得型煤燃烧性能和强度较高， 且设备及工艺研 究成熟， 但型煤不具防水性。采用热压成型时， 可不 用任何添加剂即可制出高强度的生物质复合型煤 ， 降低了加工成本。而利用生物质制备黏结剂混合成 型可制得强度高、 燃烧性能好的工业型煤， 但处理过 程中需用到强碱， 在实际工业生产中需要控制强碱 使用量来减小对设备的腐蚀。 1. 2 生物质型煤黏结剂 所谓生物质型煤黏结剂是将煤和生物质黏结在 一起， 使成型后型煤具有一定形状和强度的辅助原 料。由于生物质型煤应用广泛， 生物质型煤黏结剂 要求来源必须广且具有较好的流动性和黏结能力 ， 对灰分和发热量影响较小且制备工艺简单 。 1 ） 由于地质条件和成煤年代存在差异， 煤的变 质程度往往不同， 不同变质程度煤的分子结构有较 大不同。煤的分子结构是由多个结构相似但又不完 全相同的基本单元通过桥键连接而成， 随煤化程度 ， ， ， 的提高 煤的结构趋向致密 硬度加大 腐植酸和沥 青质含量减少。而较低变质程度的煤如褐煤， 由于 其煤化程度低、 杂质较多且含有大量腐植酸和沥青 质等特点， 在高温处理后可形成大量黏结性物质 ， 可
生物质燃料和固体矿物质燃料(煤)的主要差别
生物质燃料直接燃烧过程特性的分析1 生物质燃料和固体矿物质燃料（煤）的主要差别生物质燃料和煤碳相比有以下一些主要差别1）含碳量较少,含固定碳少。
生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于生成年代较少的褐煤的含碳量。
特别是固定碳的含量明显地比煤炭少。
因此, 生物质燃料不抗烧,热值较低。
2）含氢量稍多,挥发分明显较多。
生物质燃料中的碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇一定的温度后热分解而折出挥发物。
所以,生物质燃料易被引燃燃烧初期,析出量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。
在使用生物质为燃料的设备设计中必须注意到这一点。
3）含氧量多。
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。
在燃烧时可相对地减少供给空气量。
4）密度小。
生物质燃料的密度明显地较煤炭低,质地比较疏松,特别是农作物秸杆和粪类。
这样使得这类燃料易于燃烧和燃尽,灰烬中残留的碳量较燃用煤炭者少。
5）含硫量低。
生物质燃料含硫量大多少于0."20%,燃烧时不必设置气体脱硫装置降低了成本,又有利于环境的保护。
2 生物质燃料的燃烧过程生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程,又是燃料和空气间的传热、传质过程。
燃烧除去燃料存在外,必须有足够温度的热量供给和适当的空气供应。
它可分作:预热、干燥（水分蒸发）、挥发分析出和焦碳（固定碳）燃烧等过程。
燃料送入燃烧室后,在高温热量（由前期燃烧形成）作用下,燃料被加热和析出水分。
随后,然料由于温度的继续增高，约250C左右，热分解开始，析出挥发分，并形成焦碳。
气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧。
一般情况下,焦碳被挥发分包围着,燃烧室中氧气不易渗透到焦碳表面,只有当挥发分的燃烧快要终了时,焦碳及其周围温度已很高，空气中的氧气也有可能接触到焦碳表面，焦碳开始燃烧，并不断产生灰烬。
从上述说明可以看出，产生火焰的燃烧过程为两个阶级：即挥发分析出燃烧和焦碳燃烧，前者约占燃烧时间的10%后者则占90%。
生物质型煤介绍
生物质型煤介绍
生物质型煤产品介绍
（固硫型）
一、产品简介
生物质型煤是把优选煤经过筛选、破碎、加入生物质、固硫剂、添加剂等，按照严格的配方比例混合挤压成型，实现煤质互补，是新型清洁能源，充分利用煤炭资源和生物质资源。
二、产品特点
1、易点燃，燃烧时间长，燃尽率高，热值高（不小于
4500KC/KG），各项性能指标均优于普通型煤。
2、固硫效果明显，二氧化硫排放量减少50%以上。
3、低碳环保，二氧化碳排放量减少60%，烟气粉尘排放量
减少90%，减排效果明显。
4、节能，生物质型煤总节煤率达30%以上。
5、性价比高，生物质型煤生产技术先进成熟，价格合理。
三、市场前景
生物质型煤是把一次性能源煤和可再生生物能源生物质有机结合在一起，是一种新型复合燃料，是能源技术、减排技术和洁净煤技术相结合的新产品，加快生物质型煤产业化，为农业、工业有机废弃物能源化开辟了有效新途径，对节能减排、保护生态环境具有重要的意义，符合国家减排增效长期发展规划。
四、推广意义
目前煤炭生产点多、面广，煤质和生产不规范，造成煤产品品质优劣不一，对炉型要求也不一致，严重影响锅炉的使用寿命和热效率，无法保证锅炉烟气排放标准达标。
使用生物质型煤做为首选燃料，再配备我厂开发研制的专利燃烧器，可实现无人看守自动上料满足锅炉供热需求，极大地降低锅炉运行成本，保证锅炉烟气排放达到国家环保标准，生物质型煤是燃煤锅炉首选优质燃料。
生物质燃料的优势
优势
1，生物质燃料发热量大，发热量在3900~4800千卡/kg左右，经炭化后的发热量高达7000—8000千卡/kg。
2，生物质燃料纯度高，不含其他不产生热量的杂物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3%
3，绝对不含煤矸石，石头等不发热反而耗热的杂质，将直接为企业降低成本。
4，生物质燃料不含硫磷，不腐蚀锅炉，可延长锅炉的使用寿命，企业将受益匪浅。
5，由于生物质燃料不含硫磷，燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，因而不会导致酸雨产生，不污染大气，不污染环境。
6，生物质燃料清洁卫生，投料方便，减少工人的劳动强度，极大地改善了劳动环境，企业将减少用于劳动力方面的成本。
7，生物质燃料燃烧后灰碴极少，极大地减少堆放煤碴的场地，降低出碴费用。
8，生物质燃料燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥，可回收创利。
9，生物质燃料是大自然恩赐于我们的可再生的能源，它是响应中央号召，创造节约性社会，工业反哺农业的急先锋。
木屑颗粒
木屑颗粒主要以松木，杉木，桦木、杨木、果木及农作物桔杆为原料加工而成，用于燃烧/烧烤及壁炉取暖，其燃烧效率超过80％以上（超过普通煤燃烧约60％的效率）*燃烧效率高，产生的二氧化硫、氨氮化合物和灰少。
生物质型煤燃烧性能的试验研究
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图 １ 型 煤 类 型 对 燃烧 速 率 的影 响
Ｆ ｇ １ Ｅ ｆ ｃ ｆ ｆｑ ｅ ｐ ｓ ｎ ｃ ｍｂ ｓｉ ｎ ｒ ｔ ｉ ． ｆｅ ｔ ｂ ｕ ａｅｔ ｅ ｏ ｕ ｔ ａｅ ｏ ｉ ｙ ｏ ｏ
由图 １可 以看 出型煤 种类 和炉 膛温 度对 燃烧 速 率 的影 响规律 。随着 炉 膛温 度 的提高 ，三 种生物 质 型煤 的燃 烧速 率都 呈 上升趋 势 ， 且低 挥 发分 的煤 泥型 煤在 燃烧 初期 燃烧 速率 低而 中后
质型煤燃烧性能的影响要 比炉膛温度 、燃烧 时间和成型压力对其的影响显著 。全开炉 门时， 生物质型煤的燃烧速率最快 。仅添加 少量 的生物质时，生物质型煤 的燃烧速率就有明显提 高，
表 明 生 物质 对型 煤 的 燃 烧 有较 好 的促 进 作 用 。
关 键 词 ： 生 物质 型 煤 ：燃 烧 性 能 ；燃烧 速 率
１１ 试验 原料 ．
本 试验 采用 生 物 质炭 粉和 煤 泥 为原料 。生物 质 来 自于 我 国黑 龙江 省 哈尔 滨 市松 北 区杨树
的锯 末 。 自然 条件 下风 干 的生物 质用 ＤＦ 一 ０ 将 Ｙ ８ ０摇 摆式 高速 粉碎 机粉 碎 ， 马弗 炉进 行炭化 。 用 原料 煤泥 采用 鹤 岗煤 泥为 原料 。将原 料煤 泥放 置 于干燥 箱 中干燥 ２ｈ后 粉碎 。
１ 生 物质 型 煤 的制备 ． ２
将 炭化 生物 质与 煤泥 按 １ ： 、９ １ ：、７３ ：、Ｏ １ 比例 进行 混合 ，粘 结剂 的添加 ００ ：、８２ ：、５５ ：０的 量 为 １ ％，成 型压 力 分别 为 ５ＭＰ 、１ ａ １ ａ ０ＭＰ 和 ２ ａ ５ ａ ０ＭＰ 、 ５ＭＰ 、２ ａ ５ＭＰ 。分别制 备 出三种
生物质燃料的燃烧特性
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烧；(4) 由于生物质挥发份含量高，燃料着火温度较低，一般在250℃ ~350℃温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足，将会增大燃料的化学不完全燃烧损失；(5)挥发份析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃尽困难，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。
生物质型煤燃烧特性概述
维普资讯
２ 生 物质 型 煤 的燃 烧 特 性
有 关 研 究 表 明 ， 物 质 型 煤 的燃 烧 过 程 大 致 生 可 以分 为 ２个 阶段 ，即挥 发 分 的 析 出 和 燃 烧 、 焦 炭 的 着 火 和燃 尽 【。 根 据 其 燃 烧 过 程 ， 物 质 型 ｍ 】 生 煤 的 燃 烧 特 性 主要 包 括 着 火 特 性 、 发 分 释 放 特 挥
发 展 生 物 质 型 煤 的最 终 目 的 就 是 为 了 更 好 的 燃 烧 ， 此 ， 究 生 物 质 型 煤 的燃 烧 特 性 具 有 因 研 重要 意 义 。笔 者 主 要 对 生物 质 型 煤 的燃 烧 特性 进 行 了综 合 分 析 。
收 稿 日期 ： ０ ５ １ ２ ２ ０ — ２— ０
原 煤 没 有 的 附加 结 构 。如 有 研 究 【 过 扫 描 电镜 ８ ］ 通 对 无 机 粘结 剂 型 煤 微 观 结 构 进 行 研 究 发 现 ， 粒 煤 表 面 及 孑 隙 间均 有 大 量 的 粘 结 剂 水 化 形 成 的凝 Ｌ 胶 体 和各 种 形 态 的结 晶体 。
关 键 词 ：生物 质 ； 物 质 型煤 ； 烧 特 性 生 燃
中图分 类号 ：Ｑ ３ ． 文献 标识 码 ： 文章编 号：０ ６ ６ ７ （０ ６０ — ０ ３ ０ Ｔ ５ ４２ Ａ １０ — 型 污染 是 中 国 大气 污 染 的重 要 特 征 。据 报 道 ， 中 国 Ｓ ：排 放 量 居 世 界 第 一 位 ，其 中 Ｏ ７ ．％ 来 自工 业 燃 煤 排 放 ； 室 气 体 排 放 量 约 占 ８９ 温 全 球 的 １ ， 其 中 燃 煤 排 放 的 Ｃ ：占 ６ ％【。 ％ Ｏ ２ ” ２０ ０ ３年 全 国一 次 能 源 消 费 量 为 １ ． ６８亿 ｔ （ 标 ｃ 吨 ｅ 准 煤 当 量 ），其 中煤 炭 占 ６ ．％；石 油 ２ ．％ ； ７１ ２７ 天 然 气 ２８ ； 再 生 能 源 占 ７３ ．％ 可 ．％【。预测 ２ ２ ００ 年 中 国一 次 能 源 的需 求 为 ２ ９亿 ｔ ， 可 能 继 续 ｃ 有 ｅ 实 现 能 源 翻一 番 。生 物 质 是 一 种 丰 富 的 可 再 生 能
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生物质型煤燃烧性能
检测报告
(固硫生物质型煤）
机械工业哈尔滨火电设备性能检测中心
2004年4月
编号：R－2004－06
生物质型煤燃烧性能
检测报告
（固硫生物质型煤）
编写：舒炎
校核：王玉忠
审查：于德亭
批准：步维光
机械工业哈尔滨火电设备性能检测中心
2004年4月
1 概况
1.1 试验锅炉型号：DZL2-0.7-AⅡ型快装蒸汽锅炉
1.2 锅炉制造厂：哈尔滨红光锅炉厂
1.3 试验地点：哈尔滨市型煤与洁净煤技术研究推广中心试验锅炉房
1.4 试验日期：2004年4月16日
1.5 试验负责单位：机械工业哈尔滨火电设备性能检测中心
1.6 试验负责人：舒炎
1.7 试验参加单位及人员
哈尔滨电站设备成套设计研究所：舒炎王玉忠祝捷钟祚群于雷
韩滨兰徐丽丹于德亭步维光哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心：胡仁德张久大
哈尔滨市环保产业办型煤管理办公室：金建华
试验锅炉房当班锅炉运行人员
1.8 燃料化验单位：机械工业哈尔滨火电设备性能检测中心
2 试验任务和目的要求
2.1 试验任务、目的
对固硫生物质型煤（6cc大球和3cc小球1：1混合），在哈尔滨市型煤与洁净煤技术研究推广中心试验锅炉房的DZL2-0.7-AⅡ型快装蒸汽锅炉上，对其进行热工性能测试，与普通商品煤进行对比试验。
2.2 测试工况安排
在锅炉燃用被测型煤经燃烧调整使运行状态平稳后，同时测定锅炉正、反平衡效率（同时监测站进行锅炉运行环保测试）。
2.3 热工测试方法
测试和计算方法均以“中华人民共和国国家标准GB/T 10180-2003”《工业锅炉热工性能试验规程》为依据。
3 测点布置及测量项目
3.1 锅炉热工测试测点布置如附图所示。
3.2 测量项目及测量仪表
3.2.1 燃料消耗量计量和取样
经称重的燃料（型煤）加入煤斗，计取在测定时间内保持煤斗中煤位而加入的燃料重量即为燃料消耗量。
试验过程中每隔15分钟取一次炉前煤样，经混合缩分后带回试验室分析。
3.2.2 给水流量D gs
用试验水箱测定给水流量D gs。
3.2.3 蒸汽压力P
利用锅筒上的压力表直接测定。
3.2.4 蒸汽湿度W
锅水取样利用锅炉设置的取样器采取，蒸汽取样利用锅炉设置的取样器采取。
通过化学滴定法分别测定锅水和蒸汽凝结水中的氯根[Cl-]含量，经计算求得。
3.2.5 给水温度t gs
用棒式精密水银温度计，在给水水箱中直接测定。
3.2.6 给水压力P gs
利用给水管道上安装的压力表读取。
3.2.7 排烟烟气成分
在锅炉出口烟道上开设测孔，用便携式烟气分析仪，测定烟气中的O
2、CO
2
、和CO的百
分含量，每15分钟记录一次。
3.2.8 排烟温度t py
在锅炉出口烟道上开设测孔，用热电偶和电位差计测得。
3.2.9 炉渣及取样
在除渣机出口收集测试期间的全部炉渣，称重后缩分取样，以备测定湿炉渣的含水量、可燃物含量及含硫量。
3.2.10 漏煤及取样
在炉排下漏煤口处，收集测试期间的全部漏煤，称重后缩分取样，以备测定可燃物含量及含硫量。
3.2.11 飞灰及取样
在除尘器下部落灰口处，收集测试期间的全部飞灰，称重后缩分取样，以备测定可燃物含量及含硫量。
3.2.12 入炉空气温度和大气压力
入炉空气温度在送风机入口处，用棒式精密水银温度计读取。
大气压力由膜盒式压力计现场测量。
4 锅炉设计数据和测试结果
4.1 锅炉设计数据综合表见表1.
试验数据综合表见表2，
试验结果汇总表见表3.
5 结论
5.1 在DZL2-0.7-AⅡ型快装蒸汽锅炉上燃用固硫生物质型煤（6cc大球和3cc小球1：1混合），其正平衡效率为71.13%，反平衡效率为74.86%,平均效率为72.99%。
5.2 试验过程中观察，锅炉运行稳定，燃烧状态良好。
表1 锅炉设计数据综合表
续表2 试验数据综合表
续表2 试验数据综合表
续表2 试验数据综合表
续表2 试验数据综合表
续表2 试验数据综合表
表3 试验结果汇总表。