工業(yè)用秸稈生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)設(shè)計(jì)

農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物經(jīng)氣化爐產(chǎn)生可燃性氣體，再通過凈化、儲(chǔ)存穩(wěn)壓和管道輸送可為用戶提供氣體燃料。對于我國這樣一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈是當(dāng)前生物質(zhì)資源的主要原料，所以生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)主要研究秸稈氣化技術(shù)。目前生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用主藥液加2%蔗糖液浸泡效果，插條的成活率高達(dá)92 0%，而對照組的插條成活率只右40 0%，見表Z

①搭建遮陽網(wǎng)進(jìn)行祁連圓柏嫩枝扦插育苗，設(shè)備簡

單，操作方便，生產(chǎn)周期短，單位面積產(chǎn)苗量高。

②ABT2號生根粉是一種生根促進(jìn)劑，能促進(jìn)插條切口愈合，縮短生根時(shí)間。尤其是濃度為lOCknL/L要集中在農(nóng)村炊事用能和生物質(zhì)發(fā)電，直接用于工業(yè)供熱在我國還處于起步階段，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)可再生能源開發(fā)試驗(yàn)室（農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)試驗(yàn)室）研制的BCT-1型生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒器供熱負(fù)荷為lOOkW，至今已連續(xù)3年為烤煙房供熱，可完全滿足供熱要求田。生物質(zhì)生物質(zhì)供熱利用的關(guān)鍵技術(shù)是生物質(zhì)燃燒裝置的開發(fā)。由于生物質(zhì)加既蔗糖液浸泡2h后，扦插的苗木成活率高達(dá)9T/6苗木生長的平均高度增加Q 1n,平均增高率力22銚。

③不同濃度藥液加20/6蔗糖液在相同浸泡時(shí)間處理對插條生長高度的影響。調(diào)查結(jié)果表明，經(jīng)藥液處理的苗木比未處理的苗木長得高。其中也是以1 0 Ck-nL/L加20/6蔗糖液處理的苗木平均生長高度，比對照組的苗木平均增高Q 13m，平均增高率為22 4%

氣化技術(shù)的使用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它氣體燃料，使得生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒器的開發(fā)也相對落后。開發(fā)大負(fù)荷生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒裝置是生物質(zhì)氣化技術(shù)由農(nóng)村簡單炊事向大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的前提。

1秸稈生物質(zhì)基本特性

秸稈生物質(zhì)是一種特殊的生物質(zhì)，其特點(diǎn)是熱值較低而比重較大，流量特性及燃燒特性都有其自身的規(guī)律性，不同于其它城市用生物質(zhì)。因此必須根據(jù)秸稈生物質(zhì)固有的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算來確定秸稈生物質(zhì)燃燒器的各部分尺寸。

秸稈生物質(zhì)主要由CO、C02. H2. N2和CH4等成分構(gòu)成，其中可燃成分為CO、CH4和H。。由于秸稈氣化過程中一般是以空氣作為氣化介質(zhì)，造成其生物質(zhì)成分中C02、Nz含量偏高致使生物質(zhì)熱值下降，固定床秸稈生物質(zhì)的低位熱值為4000-、5200kjff13?！柏慅垺迸艬LJQ-X型系列秸稈氣化機(jī)組產(chǎn)出的秸稈氣化生物質(zhì)主要成分見表1。生物質(zhì)中主要?dú)怏w成分組成及其燃燒特性是決定燃燒器結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸的主要因素，生物質(zhì)中可燃成分的變化直接影響燃燒器的燃燒效果。

L3秸稈生物質(zhì)火焰特性

由于秸稈生物質(zhì)的可燃成分中碳含量很低，燃燒火焰多為淡藍(lán)色，燃燒火焰的輻射強(qiáng)度低于燃煤和燃油團(tuán)，使傳統(tǒng)燃燒器的光敏傳感器不能正常響應(yīng)，所以傳統(tǒng)燃燒器的控制單元無法應(yīng)用于秸稈生物質(zhì)。

L4秸稈生物質(zhì)著火濃度極限及燃燒理論空氣量

根據(jù)秸稈生物質(zhì)的可燃組分并參照各單組分可生物質(zhì)體的著火濃度極限，由式（勿和式（9囡可計(jì)算秸稈生物質(zhì)的著火濃度極限L%）和燃燒理論空氣量V(m3 M3)。

將各單一可生物質(zhì)體的著火濃度極限代入式（勿得秸稈生物質(zhì)著火濃度的極限分別為L下限=15 30和L上限=8Cl69%。

根據(jù)表1所列酌數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可得出以下幾種秸稈生物質(zhì)的物理和燃燒性能參數(shù)：

Ll秸稈生物質(zhì)著火溫度

秸稈生物質(zhì)中主要可燃成分CO在H。和CH。存在的條件下燃燒屬于分支鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，大量C0。N2等氣體存時(shí)燃燒反應(yīng)鏈中的活性粒子失活，引起燃燒速率降低甚至終止囡。由此導(dǎo)致秸稈生物質(zhì)的點(diǎn)火溫度升高，同時(shí)由于秸稈生物質(zhì)成分的不穩(wěn)定也造成了生物質(zhì)點(diǎn)火溫度的多變性。相關(guān)文獻(xiàn)研究表明，秸稈生物質(zhì)的點(diǎn)火溫度在70 0^-80fC之間圖。

1.2秸稈生物質(zhì)火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

2 1主要技術(shù)參數(shù)

本研究設(shè)計(jì)主要是為了設(shè)計(jì)秸稈氣化生物質(zhì)設(shè)備以替代原有的其它燃料燃燒加熱設(shè)備，為年產(chǎn)2萬tt物質(zhì)燃油的生物質(zhì)熱裂解液化裝置提供所需熱源。若年產(chǎn)2萬tt物燃油，每年技300天（每天24墑?dòng)?jì)算，再考慮原料的轉(zhuǎn)化率（按6 0%計(jì)算）、損失率（可按5%計(jì)算）和含水率（按1銚計(jì)算）因素，則通過計(jì)算可獲得生產(chǎn)過程各主要參數(shù)為：干秸稈原料117t熱載體原料（沙子）4& 75t熱載體由448C加熱到60fC所需熱量9336 6kj,燃燒機(jī)功率2 593avIW。

2 2燃燒機(jī)供氣方式

由于秸稈氣化生物質(zhì)燃燒性能較差，燃燒機(jī)功率較大，所需生物質(zhì)流量很大，故對空氣流量和其混合方式要求較高。本燃燒機(jī)采用蝸殼式旋流提供空氣，即生物質(zhì)燃燒所需要的空氣全部由鼓風(fēng)機(jī)一次供給，這樣既可以控制空氣與生物質(zhì)的流量，又可以增大燃燒機(jī)熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的范圍。

秸稈氣化生物質(zhì)的供給采用周邊和中心混合供氣的形式，生物質(zhì)由周邊供氣管和中心供氣管上的四排生物質(zhì)噴子L垂直噴入旋轉(zhuǎn)的空氣流中，兩者強(qiáng)制混合后進(jìn)入火道燃燒。生物質(zhì)射流的流量和與其接觸的空氣流量之間應(yīng)按一定的比例控制，對于單向流動(dòng)的空氣流，容易實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)流在空氣流中的均勻分配。當(dāng)空氣流旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣的主要質(zhì)量集中在空氣通道的周邊上，因此生物質(zhì)的主要質(zhì)量也應(yīng)分配在周邊上，以保證生物質(zhì)在小的過?？諝鈼l件下完全燃燒。空氣旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣通道中間存在回流區(qū)，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠诨亓鲄^(qū)還能夠預(yù)熱混合氣體，起到穩(wěn)定點(diǎn)火源的作用，保證燃燒機(jī)燃燒時(shí)不發(fā)生脫火現(xiàn)象。

該燃燒機(jī)設(shè)計(jì)的噴頭熱強(qiáng)度為40X103kW加2，噴頭直徑29Qnm。按照旋轉(zhuǎn)空氣流向，先后采用周邊和中心供氣，兩次生物質(zhì)供氣相互疊加。燃燒機(jī)主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 3點(diǎn)火方式選擇

由于秸稈生物質(zhì)著火點(diǎn)高且著火濃度下限( 15. 3%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤氣(5-3%)、天然氣(4 5%)和液化氣(9.0%)氣體的著火濃度下限，使得依靠普通高壓點(diǎn)火或借助其它生物質(zhì)燃燒器的點(diǎn)火裝置很難保證其正常點(diǎn)火。所以該秸稈生物質(zhì)燃燒器采用柴油輔助點(diǎn)火，利用燃油燃燒器的燃油霧化和高壓點(diǎn)火裝置，以及柴油的燃燒火焰來點(diǎn)燃生物質(zhì)，保證了秸稈生物質(zhì)正常點(diǎn)燃和燃燒。

3小 結(jié)

通過計(jì)算分析可基本確定秸稈生物質(zhì)燃燒機(jī)各部分結(jié)構(gòu)及尺寸。該燃燒機(jī)燃燒充分，系統(tǒng)燃燒效率達(dá)98%以上，符合生物質(zhì)燃燒器的基本要求，熱負(fù)荷達(dá)到2_ EMW，點(diǎn)火穩(wěn)定、節(jié)能、低污染。該燃燒器功率大，可直接用于工業(yè)供熱，是一種工業(yè)用大功率秸稈生物質(zhì)專用燃燒器。

生物質(zhì)燃燒機(jī)，

生物質(zhì)氣化站，