可靠的、可持续的能源供应是全面建设农村小康社会的基础,是城镇化进程的重要保障,也是社会主义新农村建设的重要内容。因此生物质颗粒燃料作为一种新型的可再生能源正在逐渐被人们所重视。目前生物质颗粒燃料的利用以直接燃烧为主,效率低、环境污染严重,需要进一步的改进完善。生物质颗粒燃料与煤不同,它的挥发分远高于煤,且在较低温度下容易析出。本文提出生物质气化燃烧技术,即挥发分析出与燃烧、固定碳燃烧的两段燃烧技术,并试验研究其特性及影响因素。以气化燃烧为基础,设计了小型单元炉试验台,燃料自上而下进入气化燃烧室,燃烧空气从顶部强制鼓入,炉排为均匀分布圆孔固定炉排。采用自动控制电功率的电阻丝外加热来模拟实际工程中燃烧产物对炉膛的加热气化。采用热电偶测量气化燃烧室内燃料温度分布,及烟气分析仪分析气化燃烧后气体成分变化。首先对玉米秸秆和棉秆颗粒燃料进行工业分析和元素分析,玉米秸秆颗粒燃料的含水量、固定碳含量低于棉秆颗粒燃料,但挥发分含量、热值、N含量、S含量均高于棉秆颗粒燃料,为分析两种颗粒燃料燃烧时的点火时间、燃烧时间、燃烧温度、NOx排放量、SO2排放量等提供了基础。其次分析颗粒燃料干燥过程,试验研究了玉米秸秆和棉秆颗粒燃料不同温度下的干燥过程,得到两种颗粒燃料在不同温度下含水量变化规律和含水量方程。通过所建单元炉,试验研究了玉米秸秆和棉秆颗粒燃料的固定炉排的气化燃烧,重点分析了影响生物质颗粒燃料气化燃烧的几种因素,主要包含原料种类、颗粒粒度、料层厚度、干燥制度、空气制度、加热制度,得到了不同工况下的燃烧温度场曲线、失重曲线、烟气排放量曲线及结渣现象。通过对试验结果的比较分析,总结出导致点火时间、燃烧时间、燃烧温度等燃烧特性不同的原因。利用微机灰熔点测定仪对玉米秸秆和棉秆颗粒燃料的结渣特性进行了试验研究,测得两种颗粒燃料的变形温度和软化温度等,比较得出玉米秸秆颗粒燃料的变形温度和软化温度均大于棉秆颗粒燃料,所以棉秆颗粒燃料的结渣现象比玉米秸秆颗粒燃料严重,与燃烧试验的结果相一致。
