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目前，生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)是簡(jiǎn)便、具潛力的生物質(zhì)資源有效利用方式之一。但由于生物質(zhì)燃料與化石燃料相比，在物理、化學(xué)性質(zhì)等方面存在著較大的差異，因此對(duì)燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)要求和燃燒方式的選擇也不同于化石燃料。
一、生物質(zhì)燃燒的特性
了解生物質(zhì)燃料的組成成分，有助于對(duì)其燃燒特性的研究，從而進(jìn)一步科學(xué)、合理地開發(fā)利用生物質(zhì)能由上表可以看出，生物質(zhì)燃料組成成分的特點(diǎn)是：(1)生物質(zhì)含水分多，含硫量低;(2)生物質(zhì)含碳量少，固定碳含量更少，熱值普遍偏低;(3)生物質(zhì)含氧量高，揮發(fā)份明顯較多;(4)生物質(zhì)灰份少、密度小，尤其是農(nóng)作物秸稈。因此，生物質(zhì)燃料的燃燒過程是強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)過程，又是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)的過程，主要分為揮發(fā)份的析出、燃燒和殘余焦炭的燃燒、燃盡兩個(gè)獨(dú)立的階段。
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生物質(zhì)直接燃燒流化床技術(shù)是采用細(xì)砂等顆粒作為媒體床料，以保證形成穩(wěn)定的密相區(qū)料層，為生物質(zhì)燃料提供充分的預(yù)熱和干燥熱源;采用風(fēng)力給料裝置，使生物質(zhì)燃料均勻散布在床層表面，有助于燃料的及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒;采用稀相區(qū)強(qiáng)旋轉(zhuǎn)切向二次風(fēng)形成強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)上升氣流，可以使高溫?zé)煔?、空氣和生物質(zhì)物料顆粒混合強(qiáng)烈，并延長(zhǎng)物料顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間;采用稀相區(qū)后設(shè)置臥式旋風(fēng)燃燼室，使可燃?xì)怏w和固體顆粒進(jìn)一步燃盡，同時(shí)可以將煙氣中所攜帶的飛灰、床料分離下來，減輕尾部受熱面和除塵設(shè)備的磨損。現(xiàn)在我國(guó)部分鍋爐廠家與高等院校合作，已開發(fā)出甘蔗渣、稻殼、果穗、木屑等生物廢料的流化床鍋爐，并取得成功運(yùn)行。
農(nóng)林業(yè)廢棄物進(jìn)入噴料裝置，依靠高速噴料風(fēng)噴射到爐膛內(nèi)，調(diào)節(jié)噴料風(fēng)量的大小和導(dǎo)向板的角度以改變草渣落入爐膛內(nèi)部的分布狀態(tài)，合理組織燃燒。為了使大量快速析出的揮發(fā)分能及時(shí)與空氣充分混合，在噴料口的上部和爐膛后墻布置有三組二次風(fēng)噴嘴，噴出的高速二次風(fēng)具有很大的動(dòng)能和剛性，使高溫?zé)煔馀c可燃物充分地?cái)嚢杌旌?，保證燃料的完全充分燃燒。比較難燃燒的固定碳則下落到爐膛底部的往復(fù)爐排上，繼續(xù)燃燒。通過合理地組織二次風(fēng)，形成合理的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，可使生物質(zhì)中的大顆粒物及固定碳下落到爐排較前端，使燃料在爐排上有較長(zhǎng)的停留燃燒時(shí)間，保證固定碳的完全充分燃燒。
推入的燃料量通過調(diào)節(jié)給料機(jī)的推料速度來控制。燃料在往復(fù)爐排上的燃燒時(shí)間通過調(diào)節(jié)往復(fù)爐排的移動(dòng)速度來控制。為了使燃料層在爐排上有自翻身撥火作用，往復(fù)爐排采用傾斜16°的布置方式以及爐排三級(jí)之間設(shè)置了合理的落差，使燃料從前向后推動(dòng)前進(jìn)的同時(shí)有一個(gè)下落翻動(dòng)過程，在上級(jí)爐排落至下級(jí)時(shí)有一個(gè)較大的翻滾，起到自撥火作用，有利于完全燃燒。為了保證燃料的及時(shí)著火和燃燼，設(shè)計(jì)有較高的前拱和低而長(zhǎng)的后拱，高前拱區(qū)為垃圾的燃燒提供了足夠的空間，低而長(zhǎng)的后拱有利于燃料的燃燼。
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