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發布時間：2021-09-15 21:34
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生物質顆粒的燃燒過程
直接燃燒是一種比較常用的、直接的和商業可行的從生物質中提取能量的方式。從供能植物到農業渣滓和廢棄材料，燃燒系統幾乎利用了各種形式的生物燃料。而它們的燃燒過程相當，一般分為4個過程：
1、生物質中水的蒸發過程，即使經過數年干燥的木材，其細胞結構中仍含有15%~20%的水；
2、生物質中氣/汽化成分的釋放，這不僅僅是煙囪中釋放的氣體，還包括部分可供燃燒的蒸汽混合物和蒸發的焦油；
3、釋放的氣體與空氣中的氧在高溫下燃燒，并產生高溫分解物的噴射；
4、木材中的剩余物（主要是碳）燃燒，在完全燃燒條件下，木材中的能量完全釋放，木材完全轉變為灰燼。
這一過程的主要問題是低效率。如上所述，溢出的火苗和可燃燒氣體使絕大多數的熱無法利用而白白浪費。以木材燃燒制沸水過程而言，1立方米干木材含10GJ能量，而使1L水提高1℃需要412KJ的熱能，所以煮沸1L水需要少于400KJ的能量，數值上僅相當于40立方厘米的木材僅是一根小樹枝而已。可實際上在一個小的火爐上，我們大概需要至少50倍的木材，即效率不超過2%。選擇使用生物質燃料顆粒的企業除了燃燒機自身帶來的節能環保，在用料上也是為了環境環保效益。
生物質顆粒特點：
1、使用燃料：木屑顆粒或秸稈顆粒生物質燃料。
2、沸騰式半氣化燃燒加切線旋流式配風設計，使得燃料及燃燒完全。
3、設備在微壓狀態下運行不發生回火和脫火現象。
4、熱負荷 調節范圍寬：燃燒機熱負荷可在額定負荷的30%-120%范圍內快速調節，起動塊反應靈敏。
5、無污染環保效益明顯：以可再生生物質能源為燃料，實現了能源的可持續利用。采用低溫分段燃燒技術、煙氣中氮的氧化物、2氧化硫、灰塵等排放低，是煤爐等徍的替代品。
6、無焦油、廢水等各種廢棄物排放：采用高溫燃氣直接燃燒技術，焦油等以氣態的形式直接燃燒， 解決了生物質氣化焦油含量高的技術難題，避免了水洗焦油帶來的水質二次污染。
7、操作簡單、維護方便：采用自動給料，風力除灰，操作簡單，工作量小，單人值班即可。
8、投資省，運行費用低：生物質燃燒結構設計合理，用于各種鍋爐時改造費用低。
生物質顆粒燃料熱值與原料有關
1、農業原料如：秸稈類、花生殼、等等，農業原料的顆粒燃料熱值一般在3000-4200KCAL/KG左右。
2、林業原料如：鋸沫、竹粉、樹葉（松針熱值很高）、樹皮等等，林業原料的顆粒燃料熱值普遍較高在4200-5000KCAL/KG左右。但是林業類的顆粒燃料經過碳化后其熱值不低于7000KCAL/KG，而標準煤的要求熱值也就是7000KCAL/KG。在未來一段時間內，進行國家層面的生物質資源評估，對生物質能源企業加強環境考核，研究關鍵技術，建立法律、法規和加強國家支持力度等有效手段，解決處理好生物質能源發展說面臨的各種問題，為我國能源戰略與環境保護貢獻力量。
3、還有的工業廢料如：污水處理廠的污泥，煙廠的煙渣，藥廠的藥渣，牲畜的糞便，醋廠的醋渣，糖廠的糖渣等等，只要是植物，均可加工成生物質顆粒燃料。這些因為原料的不確定性，熱值也會有所差異。
生物質顆粒燃燒的四個階段
1、預熱階段：把生物質燃燒顆粒送進燃燒設備后，用特定的點火方式引燃表面的可燃物，環境溫度會逐漸升高。
2、干燥階段：水會在逐漸升高的環境溫度中蒸發，使生物質變得干燥，同時干燥的部分繼續吸熱增溫。
3、揮發分析出燃燒階段：當溫度達到106-110℃時，表面的揮發分會以氣體的形式被析出，燃料的結構也開始變得蓬松； 溫度進一步升高，當達到260-370℃時，揮發分首先著火燃燒。也就是說要具備溫度和濃度這兩個前提條件的情況下，才能燃燒。
4、焦炭燃燒階段：隨著揮發分的減少，焦炭逐漸與氧接觸，使焦炭開始燃燒，在焦炭的燃燒過程中會不斷地產生灰分，燃料內層的焦炭被這些灰分包裹，阻止其繼續燃燒。此時，若不時地攪動或加強爐膛中的供風，都能使剩余的焦炭繼續燃燒。
以上便是生物質燃燒顆粒的燃燒過程，這個四個過程往往被分為兩大類：吸熱反應和放熱反應。吸熱反應包括上文所講的預熱、干燥和揮發分析出這三個階段，而放熱反應則指第四個階段——焦炭燃燒階段。了解了上面所講的四個階段，才能將其燃燒的更充分，更加節約資源。以秸稈為例，秸稈被鋸末制粒機壓成壓塊燃料之后，燃燒效率由20%提高到80%以上。
