生物质锅炉除尘器

一、生物质锅炉的发展
　　目前，能源和环境问题已成为关注的焦点，虽然石油、煤和   气这些常规能源至今仍是燃料的主要来源，但是随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，利用洁净可   能源已经成了紧迫的课题。在此背景下，生物质能作为   可储存和运输的可   绿色能源，其   转换和洁净利用日益受到世界的重视。
　　生物质能源是利用绿色植物将太阳能通过光合作用储存在植物体内的自然资源，它是太阳能的一种廉价储存方式。利用生物质能的排放量不会超过其生长期间所吸收的碳量，能实现二氧化碳的零排放。从持续发展的战略上看，发挥生物质能的能源潜力和环境潜力是   重要的。我国是一个农业大国，生物质能源丰富，是农村的主要能源，然而存在利用情况落后、污染大等问题。我国农村的秸秆是重要的生物质资源，秸秆燃烧值约为标准煤的55%。我国每年可生产农作物秸秆7亿多，如全部用来燃烧，可折合约4亿标准煤的热值。生物质燃料的优势为：生物质的热值与我国一些地区的层燃炉用煤相当(约16500kJ/kg)。生物质主含挥发分，对秸秆和稻壳的热重分析结果表明：挥发分含量高达70%~85%。这些特性决定了它不良好的代煤效果，也决定了生物良的着火燃烧性能。生物质燃料减排CO2和硫的效果显，且具有飞灰少、排渣少、NOx排放低、降低重金属污染物排放和灰渣可还田等优良的环保特性，可称之为绿色能源。由于生物质原料廉，制造出的生物质成型燃料也比现在高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势，利于推广使用。生物质能是可   能源，在能源日益短缺的   ，利用生物质能也具有重大的能源战略意义。
　　   上对生物质能利用的基本内容是以生物质代替矿物燃料，如压缩固化、液化或气化为高品位燃料供发电和动力使用。而在目前的各种代替方式中，液化成本还过高，技术也不成熟；菌解气化的沼气在我国农村(如四川、江苏等地)已较为广泛地应用，其利用水平居世界前列，但沼气的大规模应用还存在解决不了的技术经济问题；热解气化技术在我国一些地方(如山东、河南等地)也开展了很，并取得可喜的成绩。以热解气化方式实现低质生物质原料的   次利用，其社会效益主要是使农民用上方便清洁的气体燃料，生活方式发生较大进步，从而提高生活舒适文明程度，节省用于炊事的劳动量和时间，并使环境和庭院卫生有   。生物质气化目前还存在投资大、技术不过关等问题，只用于小规模炊事用气，还不能工业化。目前，在技术经济上   为可行的生物质能利用技术为生物质能成型燃料技术，加之气化燃烧。
　　20世纪30年代开始，许多发达   (如   、日本、芬兰)都投入了大量人力和物力来生物质成型技术及木质成型燃料；80年代后，技术日趋成熟，形成了   规模；90年代，日本、   及欧洲一些   生物质木质颗粒燃料燃烧设备已经定型，并形成了产业化，在加热、供暖、干燥等已推广应用。我国的生物质燃料以农作物秸秆为主，因此的经验不适合我国国情。
　　目前，制约我国生物质燃料成型燃料推广应用的关键问题是还没有与之相适应的燃烧设备。我国在生物质成型燃料燃烧方面的较少，关于生物质成型燃料燃烧设备的、设计及制造远不能满足日益增长的需求。生物质成型燃料具有它本身的燃烧及热工特性，这与化石燃料又有很大的区别。一些单位盲目地将燃煤设备改造成生物质成型燃料燃烧设备，但改造后的设备不符合生物质成型燃料的特性要求，致使燃烧恶化、热效率低下、传热差、换热面结渣、换热面经常堵塞以及污染大。根据生物质成型燃料的燃烧理论，实验来的燃烧设备及换热设备是非常重要和迫切的课题，这对于推广生物质能的利用工作意义重大。
　　二、生物质锅炉粉尘粉尘颗粒特性
　　大型锅炉燃生物质生成的飞灰中粒径小于10μm的可吸入粉尘(PM10)中占20%~30%，在粒径小于2.5μm的细颗粒(PM2.5)中约占40%~60%。在细颗粒中又有一大部分为微细颗粒，包括亚微细粒和超微细粒两种颗粒物。典型的   颗粒的大小为小于1μm，粒径分布一般在0.1μm~0.5μm之间，并由于凝结随着微细颗粒质量的增加而增加。烟气中   颗粒的浓度取决于燃烧时颗粒的形成情况。一般软木材为20~50mg/Nm³，硬木材为50~100mg/Nm³，树皮、秸秆和废木材均大于100mg/Nm³，我们可以清楚的看见颗粒物的形成对于不同生物质燃料是不同的。
　　不同的生物质燃料在不同的锅炉中燃烧生成颗粒物的质量浓度一般在60~2100mg/Nm³之间变化。质量浓度   大的颗粒粒径在层燃锅炉中   大值为100~200nm，在秸秆燃烧锅炉中为400nm。
　　在燃烧秸秆时，业微细颗粒的密度为10⁷~2*10⁷个/Ncm³，数量浓度   大的颗粒粒径   大值为150~300nm。大型锅炉一般是在一个合适的氧气浓度下运行的，所以会有一个比较好的燃烧条件，   燃烧时排放的颗粒物是很少的，颗粒物中的成分是可以忽略的，燃烧造成的颗粒物均是来自于   燃烧。亚微粒主要由氯化钾、硫酸钾组成，而超微粒主要包括一些难熔物质：钙、镁、硅、磷和铝。颗粒物的化学成分表明颗粒物来自于燃料的灰中，从颗粒物的质量浓度甚至可看出它和燃料中的灰密度有关：燃料中钾、氯和硫浓度的增加导致烟气中颗粒物质量浓度的增加。这些都表明燃料的组成对排放颗粒物的组成是非常重要的。
　　三、生物质锅炉除尘器的选择
　　近年来，除尘技术发展非常，但在电力系统应用   广泛的是袋式除尘器和静电除尘器两种，下面对二者的技术经济性进行以下比较：
　　1)静电除尘器
　　静电除尘器的使用在我国电力系统中应用较广，从理论上来讲，一般的干式静电除尘器效率较高，是适应多种工况的   除尘设备，除尘效率可达99.0%以上，能捕集0.1μm以下的细粉尘。对于粗粉尘(粒径90μm)的效率η≥99.8%；对于细粉尘(粒径25μm)的效率η≥99.2%；对于细粉尘(粒径2μm)的效率η≥。影响除尘效率的主要因素有烟尘比电阻。烟尘比电阻与煤中的含硫量有关，含硫量越低，则灰中的比电阻越高，使除尘效率降低。生物质燃料中硫含量很低，导致烟气粉尘中的硫含量也非常低，从而导致灰的比电阻较高，影响电除尘器的除尘效率。
　　静电除尘器压力损失小，一般在300Pa以下，引风机的功率较小，但除尘器本体用电量较大，相对电耗较大，并且电除尘器的投资费用也很高。
　　2)袋式除尘器
　　布袋除尘器由于具有较高的除尘效率，20世纪80年代以后，在工业发达   锅炉烟气除尘的应用了发展。布袋除尘的原理是含尘气体单向通过滤布，尘粒留在上游或滤布的含尘气体侧，而干净气体通过滤布到下游或干净气体侧，接着，尘粒借助于气力的或机械的方法得以除去。
　　滤布除尘能捕集小于1μm的微尘。尘粒主要通过筛滤、勾住、碰撞、扩散、重力沉降以及静电吸附等效应被捕集和阻留在滤布的纤维上。这些效应能使足够多的尘粒堆积在滤布纤维表面，形成滤饼(或称滤床)，这种滤饼又通过上述筛滤等机理，得以捕集   细的尘粒。对于2μm的微尘，其除尘达99.6%。此外，由于滤料上积附着一层烟尘，而大部分烟尘属于碱性，因此布袋式除尘器具有   的脱硫作用，脱硫效率可达15%。
　　近年来，布袋除尘器技术和应用有了发展，积累了丰富经验。特别是新型滤料的，清灰技术的完善，控制技术的发展，辅助设备的改进，都使布袋除尘器的故障降低、寿命延长、性能日趋完善。反吹风用的脉冲阀正常使用寿命已达100万次，可用10年以上。
　　布袋除尘器的优点如下：
　　(1)除尘。一般可达以上，   高可达，不仅能目前达标，而且为今后排放标准逐步提高时留有余地。
　　(2)对细粉尘，有很好的收集效果，因此出口含尘质量浓度低于50mg/m³甚至达到5mg/m³。
　　(3)对粉尘的物理化学特性不敏感，可适用于各种粉尘。对煤灰来说，不受其比电阻及化学成分的影响。
　　(4)处理的烟气量及含尘浓度在允许变化范围内，而除尘效率保持稳定，对负荷变化较大的供暖锅炉很有利。
　　(5)设备简单、维修方便，不需要高技术工种。
　　综上所述，针对生物质燃烧烟气中粉尘的特性，袋式除尘器   能满足环保要求，选择袋式除尘器是合适的。