第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)課件

生物質(zhì)燃燒原理傳統(tǒng)爐灶及其改進生物質(zhì)直接發(fā)電第五章生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)生物質(zhì)燃燒原理第五章生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)1第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件2第一節(jié)生物質(zhì)燃燒原理一、生物質(zhì)燃料特性第一節(jié)生物質(zhì)燃燒原理一、生物質(zhì)燃料特性3與煤炭相比，生物質(zhì)燃料主要有以下差別：（1）含碳量少，含固定碳少（2）含氧量多，含水分多（3）揮發(fā)分含量多（4）密度?。?）含硫量低與煤炭相比，生物質(zhì)燃料主要有以下差別：4二、生物質(zhì)燃料的燃燒過程1、燃燒各階段分析生物質(zhì)燃料的燃燒過程是強烈的放熱化學反應(yīng)。燃燒過程是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)過程。發(fā)生燃燒的前提條件是要有足夠的熱量供給和適當?shù)目諝夤?yīng)。二、生物質(zhì)燃料的燃燒過程1、燃燒各階段分析5第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件6燃燒各個階段：（1）預(yù)熱階段（2）干燥階段（3）揮發(fā)分析出燃燒階段（4）焦炭燃燒階段以上燃燒各過程可以分為：吸熱反應(yīng)（預(yù)熱、干燥和揮發(fā)分析出）和放熱反應(yīng)。燃燒各個階段：7因參與吸熱反應(yīng)的柴草和參與放熱反應(yīng)的柴草并未直接接觸，這使得柴草的吸熱只能依靠火焰和爐膛內(nèi)壁的輻射。另外，可將空氣分為一次空氣和二次空氣。一般，從爐灶底部供應(yīng)的空氣稱為一次空氣。，而為了讓揮發(fā)分盡可能地充分燃燒所額外提供的空氣稱為二次空氣。因參與吸熱反應(yīng)的柴草和參與放熱反應(yīng)的柴草并未直接接觸，這使得82、燃燒過程的溫度控制技術(shù)首先，燃燒過程主要發(fā)生的為碳的燃燒：C+O2===CO2+405.8KJ生成的二氧化碳在氧氣供應(yīng)不足的情況下與空氣中的碳顆粒發(fā)生吸熱反應(yīng)，從而降低溫度：CO2+C===2CO-160.7KJ水蒸氣與碳也會發(fā)生吸熱反應(yīng)：H2O+C===CO+H-126.7KJ2、燃燒過程的溫度控制技術(shù)首先，燃燒過程主要發(fā)生的為碳的燃9三、燃燒過程的部分計算問題1、空氣供給量計算生物質(zhì)燃料中含磷量極少，而鉀常以氧化鉀的形式存在，在忽略不計的情況下，則單位質(zhì)量燃料的理論需要空氣量可按下式計算：V0=0.889Cy+0.4256Hy+0.0333（Sy-Oy）V0為單位質(zhì)量燃料理論需要空氣的體積（標準狀態(tài)下），m3/Kg；Cy為燃料碳元素的應(yīng)用基含量；Hy為燃料氫元素的應(yīng)用基含量；Sy為燃料硫元素的應(yīng)用基含量；Oy為燃料氧元素的應(yīng)用基含量。三、燃燒過程的部分計算問題1、空氣供給量計算10一般情況下，ɑ為1.7-3.0，最佳為2.0左右一般情況下，ɑ為1.7-3.0，最佳為2.0左右11第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件122、排煙量計算每千克燃料的實際煙氣量可按下式計算：Vpy=0.1866(Cy+0.375Sy)+0.111Hy+0.012Wy+0.008Ny+(1.0161ɑpy-0.21)V0Vpy為每千克燃料的實際煙氣量（標準狀態(tài)下）Cy為燃料碳元素的應(yīng)用基的含量；Sy為燃料硫元素的應(yīng)用基含量；Hy為燃料氫元素的應(yīng)用基含量；Wy為燃料水分的應(yīng)用基含量；Ny為燃料氮元素的應(yīng)用基含量。2、排煙量計算每千克燃料的實際煙氣量可按下式計算：133、燃燒溫度的計算3、燃燒溫度的計算14設(shè)想使燃料在理想條件下（沒有散熱損失和完全燃燒）時計算出來的燃燒溫度稱為“理論燃燒溫度”，該數(shù)值用來評價燃料燃燒過程本身的程度，是通過進入和排出燃燒系統(tǒng)物質(zhì)的熱平衡來求得。設(shè)想使燃料在理想條件下（沒有散熱損失和完全燃燒）時計算15四、影響燃燒的主要因素1、溫度在考慮到灰分熔化問題的前提下，應(yīng)盡量提高反應(yīng)溫度。2、空氣量燃料和空氣供給決定著燃燒反應(yīng)的進程。3、時間4、顆粒尺寸盡量減少燃料顆粒尺寸有利燃燒反應(yīng)進行。四、影響燃燒的主要因素1、溫度165、水分含量大多數(shù)生物質(zhì)燃料若要進行自維持燃燒，則要求燃料中水分含量不超過65%。6、氣固混合需要攪動使氣固混合良好，才能使灰分剝落并暴露出未燃的炭，保證燃燒的充分性。7、灰分燃料中灰分含量越高，燃料的熱值和燃燒溫度越低。5、水分含量17燃料充分燃燒的三要素：（1）溫度（2）空氣量及其與燃料的混合（3）反應(yīng)時間和空間燃料充分燃燒的三要素：18五、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)一、生物質(zhì)直接燃燒的特點（1）生物質(zhì)直接燃燒所釋放出的CO2相當于其生長時通過光合作用所固定的CO2，實現(xiàn)CO2的零排放，有助于緩解溫室效應(yīng)。（2）生物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物用途廣泛，灰渣可加以綜合利用；（3）生物質(zhì)燃料可與礦質(zhì)燃料混合燃燒，即可減少運行成本，提高燃燒效率，又可以降低有害氣體的排放。（4）具有良好的經(jīng)濟學和開發(fā)潛力。五、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)一、生物質(zhì)直接燃燒的特點19二、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)分類1、爐灶燃燒技術(shù)節(jié)柴灶的特點：熱能在灶內(nèi)停留時間長，可以得到充分利用，故熱效率高；無熏煙、污染少；質(zhì)量小，可拆裝；功能對，經(jīng)灶橋的調(diào)整，可燒柴、燒鋸灰和燒煤。二、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)分類1、爐灶燃燒技術(shù)202、鍋爐燃燒技術(shù)2、鍋爐燃燒技術(shù)21

在進行多相過程的設(shè)備中，若有固相參與且處于靜止狀態(tài)時，則設(shè)備內(nèi)的固體顆粒物料層稱為固定床。層燃下飼式生物質(zhì)平鋪在爐排上形成一定厚度的燃料層，進行干燥、揮發(fā)分析出及燃燒等過程。在進行多相過程的設(shè)備中，若有固相參與且處于靜止狀態(tài)時，22

流化床技術(shù)是指生物質(zhì)燃料顆粒與空氣在鍋爐中在沸騰狀態(tài)下燃燒。流化床內(nèi)有大量床料，能蓄積大量熱量，便于低熱值燃料的快速干燥和點火，同時由于窗內(nèi)高溫熾熱顆粒的劇烈運動，強化了氣固混合，使燃料表面的灰分剝落，有利于顆粒充分燃燒。鼓泡流化床循環(huán)流化床流化床技術(shù)是指生物質(zhì)燃料顆粒與空氣在鍋爐中在沸騰狀態(tài)下燃23懸浮燃燒技術(shù)是指生物燃料以粉狀隨同空氣經(jīng)燃燒器噴入鍋爐爐膛，在懸浮狀態(tài)下進行燃燒。該技術(shù)使用于小顆粒燃料燃燒，含水率不能超過15%，燃料是在渦流作用下實現(xiàn)懸浮狀態(tài)燃燒，揮發(fā)分與二次空氣混合并燃盡。懸浮燃燒技術(shù)是指生物燃料以粉狀隨同空氣經(jīng)燃燒器噴入鍋爐爐膛，243、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)存在的問題（1）流化床鍋爐對燃料顆粒尺寸要求嚴格；（2）對于比重較小、結(jié)構(gòu)松散、蓄熱能力差的生物質(zhì)，必須不斷添加石英砂等床料，以維持正常燃燒室所需的蓄熱床料。燃燒后產(chǎn)生的生物質(zhì)飛灰較硬，容易磨損鍋爐受熱面，而混入了石英砂等床料的灰渣也難以利用。（3）為了維持一定的流化床溫，鍋爐的耗電量較大，費用較高；3、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)存在的問題（1）流化床鍋爐對燃料顆粒尺25（4）生物質(zhì)燃料的高含水量使鍋爐排煙容積增大、效率降低；燃燒某些堿金屬含量較高的燃料時受熱面易受高溫腐蝕、流化床燃燒過程中某些燃料與床料之間的反應(yīng)而導致床凝結(jié)、直接燃燒某些高氮量燃料時NOx濃度哦過高等現(xiàn)象，大大影響了燃燒效率的提高和排放物濃度的控制。（5）在垃圾焚燒技術(shù)方面，城市生活垃圾的水分較多，熱值偏低，其組成成分和熱值高低隨季節(jié)及地區(qū)的變化而變化，導致垃圾焚燒不易著火，燃燒和燃盡困難。（4）生物質(zhì)燃料的高含水量使鍋爐排煙容積增大、效率降低；燃燒26第二節(jié)傳統(tǒng)爐灶及其改進一、舊式炕連灶第二節(jié)傳統(tǒng)爐灶及其改進一、舊式炕連灶27舊式柴灶所用的燃料是農(nóng)作物秸稈、薪柴、草類、干畜糞等。導致其熱效率低的原因：灶膛小，因缺少灶箅，空氣供應(yīng)不充分灶門大，灶體保溫性能差；炊具與燃料距離較遠；高溫煙氣在爐膛內(nèi)停留時間短。舊式柴灶所用的燃料是農(nóng)作物秸稈、薪柴、草類、干畜糞等。28二、舊式炕舊式炕的主要問題是采暖熱效率低，原因是熱量從不同方向損失掉了：從炕里側(cè)面墻（一般為人休息時頭的方向）傳走從炕遠端墻傳走；從地面?zhèn)髯撸粡牧飨驘焽璧臒煔鈳ё?。二、舊式炕舊式炕的主要問題是采暖熱效率低，原因是熱量從29三、炕連灶的綜合熱效率

從炕里側(cè)和抗面散失的熱量（即采暖有效熱量）及炊事吸收的有效熱量的總和是炕連灶的總有效熱量，它與燃料所具有的總熱量之比，稱為炕連灶的綜合熱效率。三、炕連灶的綜合熱效率從炕里側(cè)和抗面散失的熱量（即采暖30第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件31第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件32第三節(jié)

生物質(zhì)直燃發(fā)電一、概念及發(fā)電系統(tǒng)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是由生物質(zhì)鍋爐利用生物質(zhì)直接燃燒后的熱能產(chǎn)生蒸汽，再利用蒸汽推動汽輪機等發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電的一種技術(shù)。由原料收集系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、熱利用系統(tǒng)和煙氣處理系統(tǒng)組成。第三節(jié)生物質(zhì)直燃發(fā)電一、概念及發(fā)電系統(tǒng)33第五章-生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)ppt課件34二、不同種類生物質(zhì)直燃發(fā)電（一）農(nóng)林廢棄物直燃發(fā)電1、農(nóng)林廢棄物的收集與供應(yīng)農(nóng)林廢棄物分布分散、密度小，因此收集成本問題和供應(yīng)成本問題成為影響發(fā)電成本的重要因素。二、不同種類生物質(zhì)直燃發(fā)電（一）農(nóng)林廢棄物直燃發(fā)電352、農(nóng)林廢棄物的預(yù)處理

干燥是指利用熱能等農(nóng)林廢棄物中的水分蒸發(fā)排出。自然干燥：利用空氣流通或太陽能將水分蒸發(fā)出。人工干燥：利用一定的干燥設(shè)備和熱源對農(nóng)林廢棄物進行加熱干燥。2、農(nóng)林廢棄物的預(yù)處理干燥是指利用熱能等農(nóng)林廢棄物中的36人工干燥技術(shù)流化床干燥技術(shù)：物料顆粒懸浮于氣流之中并發(fā)生強烈的傳熱、傳質(zhì)作用，達到干燥物料的目的。回轉(zhuǎn)筒干燥技術(shù)：由一個緩慢轉(zhuǎn)動的傾斜的圓柱形殼體組成，物料由高端進，在筒內(nèi)與干燥介質(zhì)并流或逆流達到干燥目的后由低端流出。筒倉型干燥技術(shù)：物料堆積在筒倉內(nèi)，由熱風帶走物料中的水分。人工干燥技術(shù)流化床干燥技術(shù)：物料顆粒懸浮于氣流之中并發(fā)生強烈37常用的破碎機顎式破碎機：擠壓式破碎機沖擊式破碎機：大多為旋轉(zhuǎn)式剪切式破碎機：剪切破碎常用的破碎機顎式破碎機：擠壓式破碎機383、儲存與給料方式燃料儲存分為收集點儲存生物質(zhì)電廠儲存3、儲存與給料方式燃料儲存分為39原料輸送方式分為氣力輸送帶式輸送螺旋輸送原料輸送方式分為404、燃燒系統(tǒng)固定床燃燒技術(shù)：根據(jù)爐排的形狀或擺放位置差異分為火山爐排、水平爐排和傾斜爐排。流化床燃燒技術(shù)床料應(yīng)考慮的因素：一是具有與原料相當?shù)牧骰阅芏菬嵛锪闲赃m應(yīng)流化床燃燒使用三是價格低廉、無毒無味、易于獲得。懸浮燃燒技術(shù)4、燃燒系統(tǒng)固定床燃燒技術(shù)：根據(jù)爐排的形狀或擺放位置差異分為415、熱利用系統(tǒng)

將燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為電能。其中，核心的熱功轉(zhuǎn)換裝置分為：汽輪機蒸汽機斯特林機5、熱利用系統(tǒng)將燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為電能。其中，426、污染物控制機械式除塵器：利用質(zhì)量力（包括重力、慣性力和離心力）作用將灰分從煙塵中發(fā)呢里出來。6、污染物控制機械式除塵器：利用質(zhì)量力（包括重力、慣性力和43

濕式除塵器是利用氣體與液滴或液膜密切接觸，依靠慣性、截留、擴散和凝聚效應(yīng)等機理，將灰分從煙氣中分離出來。濕式除塵器是利用氣體與液滴或液膜密切接觸，依靠慣性、截44過濾式除塵是含塵氣流通過織物或多空填料層進行過濾分離裝置。主要分為袋式除塵器和顆粒除塵器。靜電除塵過程是氣體在靜電除塵器中得到凈化，分為氣體的電離、粉塵的荷電和沉積3個步驟。過濾式除塵是含塵氣流通過織物或多空填料層進行過濾分離裝置。主45控制NOx的方法：通過燃燒控制抑制其產(chǎn)生;通過煙氣凈化將其去除。控制NOx的方法：462、垃圾處理與燃燒發(fā)電2、垃圾處理與燃燒發(fā)電47垃圾經(jīng)地磅稱重后，寫到垃圾儲存坑中在坑內(nèi)發(fā)酵脫水，由吊車將垃圾送入給料器，并進入焚燒爐內(nèi)進行焚燒。送風機從垃圾儲存坑中吸入空氣使坑中保持負壓，把空氣經(jīng)過與處理后作為鍋爐的一次空氣和二次空氣?；以偷交以幚硐到y(tǒng)燃燒產(chǎn)生的熱量和煙氣經(jīng)過預(yù)熱鍋爐進行能量回收。煙氣經(jīng)煙氣處理系統(tǒng)除塵除酸后排入大氣；除塵設(shè)備收集的灰分和灰渣由廠外處理。垃圾經(jīng)地磅稱重后，寫到垃圾儲存坑中在坑內(nèi)發(fā)酵脫水，由吊車將垃48垃圾分選采用機械式為主，人工分選為輔的方式，常用的垃圾分選包括：重力分選：根據(jù)固體廢棄物中不同物質(zhì)顆粒的密度差異及在運動介質(zhì)中受到的重力、介質(zhì)力和其他機械力的不同。篩選：利用垃圾的粒度差異。磁選：利用各種物質(zhì)磁性的差異。垃圾分選采用機械式為主，人工分選為輔的方式，常用的垃圾分49三、生物質(zhì)直接發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望1、我國直燃發(fā)電廠的建設(shè)2、我國生物質(zhì)直燃發(fā)電廠的建設(shè)實例三、生物質(zhì)直接發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望1、我國直燃發(fā)電廠的