典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验

第 26卷 第 5期 220 2010年 5月 农 业 工 程 学 报 Transactions ofthe CSAE V_01．26 NO．5 May2010 典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验 罗 娟 ，侯书林 ，赵立欣 2，孟海波2，田宜水2※ (1．中国农业大学工学院，北京 100083； 2．农业部规划设计研究院，北京 100125) 摘 要：为研究生物质颗粒燃料的燃烧特性及污染物排放特性，该文以国外引进的生物质颗粒燃料燃烧器为试验装置， 选择了 8种典型的生物质颗粒燃料进行试验研究。试验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，挥发份含量越高，含水率越低，生物质颗粒燃料所需 的点火时间越短，SO2、NO 等污染物排放质量浓度远低于国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，但存在着部分生物质颗粒燃料灰分含量过大、结 渣严重等问题。对大多数颗粒燃料来说，软化温度越高，结渣率越低，当软化温度超过 1 389~C时，不会发生结渣；Si 元素、碱金属元素含量越高，越容易结渣，碱土金属元素含量越高，越抗结渣。玉米秸中 Si的质量分数为 27．70％，底 灰结渣率达到48．84％，落叶松中 Si的质量分数仅为 9．76％，不结渣；使用添加剂后，玉米秸的底灰结渣率降低了22．77％。 这将为设计适合中国国情的生物质颗粒燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。 关键词：生物质颗粒燃料，燃烧器，燃烧，污染物，结渣 doi：10．3969~．issn．1002—6819．2010．05．038 中图分类号：TK16 文献标识码：A 文章编号：1002—6819(2010)一05—0220—07 罗 娟，侯书林，赵立欣，等．典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验 [J]．农业工程学报，2010，26(5)：220--226． Luo Juan，Hou Shulin，Zhao Lixin，et a1．Experimental study on combustion and emission characteristics of biomass pellets[J] Transactions ofthe CSAE，2010，26(5)：220--226．(in Chinese with English abstract) 0 引 言 生物质颗粒燃料是一种典型的生物质 固体成型燃 “ ， 具有高效、洁净、点火容易、CO 零排放等优点【2】， 可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖等民用领域和 锅炉燃烧、发电等工业领域f3】。巾国的生物质资源产量丰 富，其中农作物秸秆年产量约为 6亿 t，具有极大的发展 潜力【4】。但由于以秸秆等生物质为原料生产的生物质颗粒 燃料的灰分、碱金属含量较高，使用时易出现结渣、碱 金属及氯腐蚀、设备内飞灰严重等问题 ]，对燃烧技术和 设备提出了更高的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 目前，国内外对于生物质颗粒燃料的燃烧机理方面 开展了一定的研究。盛奎川[6】等对生物质燃料的物理品质 进行了研究；王惺 J、王翠苹L8】等采用 TG．DTG热分析技 术研究了生物质颗粒燃料的着火、燃尽等特性；马孝琴【9] 等研究了影响秸秆成型燃料燃烧速度的因素，侯中兰【1 U_ 等研究了成型燃料点火性能的影响凶素。Gilbe C．『I”、 Juan F．Gonzfilez[121分别研究了不同木质、秸秆类 (包括能 源作物等)成型燃料在家用炉具中结渣的形成与特征， Boman C．【ljJ、Linda S Johansson_l4J分别研究了木质燃料及 收稿日期：2009—12—02 修订日期：2010．01—26 基金项 目：农业部引进国际先进农业科学技术项目 (2008G2)；农业科技成 果转化资金项 目：生物质固体成型燃料生产工艺与成套设备成果转化 (2008GB23260384) 作者简介：罗 娟 (1986一)，女，湖南人，丰要研究生物质能源技术与装 备。北京 中国农业大学工学院，100083。Email：lj1986cau@yahoo．Crl ※通信作者：田宜水 (1972一)，男，高级工程师，主要从事节能，可再生 能源技术和设备的研究、开发与推广，以及能源政策的研究等工作。北京 农 业部规划设计研究院，100125。Email：yishuit@yahoo．com 成型燃料的燃烧特性，Maria Olssonvs~研究了软木颗粒燃 烧时污染物的排放量，J．Dias[ 】研究了4种不同颗粒燃料 在 家 用 炉 具 中 的 燃 烧 特 性 及 污 染 物 排 放 ，Georg Baemthaler[。7J确定了生物质燃料中影响灰分形成的主要 元素为 Al、Ca、Fe、K、Mg等。 虽然中国也引进了部分燃烧设备，但是 目前对生物 质颗粒燃料的燃烧特性及污染物排放特性缺乏详细的研 究。国外的情况与国内有较大差异，如国外多以木质原 料为主，而中国主要以农作物秸秆为主。本文拟在国外 引进的生物质颗粒燃烧器中对中国的生物质颗粒燃料开 展燃烧试验，深入分析生物质颗粒燃料的点火特性、燃 烧效率、污染物排放以及燃烧后的灰渣特性等，为设计 适合中国国情的生物质颗粒燃料燃烧设备提供理论依据 和技术支持。 1 材料与方法 1．1 试验原料 本试验所用生物质颗粒燃料均于 2009年 7月取自北 京市大兴区某生物质颗粒燃料生产厂，由农业部规划设 计研究院研制的485型生物质颗粒燃料成型机压制而成。 试验选取了 8种典型的生物质颗粒燃料，包括棉秆、麦 秸、玉米秸、玉米秸 (含添加剂)4种秸秆类颗粒燃料； 落叶松、红松、混合木质 (榆树、柳树、杨树、桃树和 红松的混合物)3种木质颗粒燃料；以及 1种木质与秸秆 类的混合生物质颗粒燃料 (木屑与花生壳混合，质量比 为 1：4)。所有颗粒燃料均压缩加工为圆柱型，直径 8 min，长度 10~30 rnn]，颗粒密度约 1．2 g／c 。8种典 型生物质颗粒燃料的特性见表 1。 第 5期 罗 娟等：典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验 221 注：按照欧盟CEN／TS 335固体生物质燃料技术规范进行测定，表中数据均为质量分数，下同。 1．2 试验仪器和装置 1．2．1 试验仪 器 试验仪器主要包括 GJ一2密封式化验制样粉碎机 (河 南省鹤壁市天弘仪器有限公司)、XL一1箱型高温炉 (河南 省鹤壁市天弘仪器有限公司)、Vario EL 元素分析仪 (德 国 ELEMENTAR公司)、VISTA—MPX型等离子发射光谱 仪 (美国瓦里安公司)、BSA223S—CW 型分析天平 (赛多 利斯科学仪器 (北京)有限公司)、PL2002型电子天平 (瑞 士梅特勒．托利多公司)、SZ11-4型往复式 自动振筛机 (河 南省鹤壁市天弘仪器有限公司)、KM9106型综合烟气分 析仪 (英国凯恩公司)、101．1A型电热鼓风干燥箱 (河南 省鹤壁市天弘仪器有限公司)、ZDHW-5型微机全自动量 热仪 (河南省鹤壁市天弘仪器有限公司)、HR．A5型微机 灰熔点测定仪 (河南省鹤壁市天弘仪器有限公司)等。 1．2．2 试验装置 本试验所用的装置如图 1所示，整个系统由料仓、 螺旋输送器、燃烧器、热水锅炉、烟气分析系统和测量 控制系统等组成 。其 中，燃烧系统选用从瑞典引进 的 PelleX生物质颗粒燃料自动燃烧器，热输出为 10~25 kw； 燃烧效率约为 90％；点火功率消耗约为 400 w；运行时 功率消耗约为 40 w。该燃烧器的喂料方式为上进料式， 具有燃烧器与料仓分离、回火危险小、可根据功率要求 保证精确定量进料等优点。 操作流程：启动时，首先使螺旋输送器中充满燃料， 然后将其与燃烧器连接；打开操作开关，燃烧器启动， 开始进料，当达到启动所需的燃料量时点火，当火焰传 感器检测出火焰后，启动完成；鼓风机启动，燃料着火 区域扩大，继续喂给燃料，当火焰稳定后，进入预运行 阶段：待燃烧逐步稳定后，进入运行阶段，鼓风机全速 运行，螺旋输送器按照设定值 以规定速率进料，燃烧器 全功率运行；当热水锅炉的出水温度低于设定温度约 5℃ 时，燃烧器进入低功率运行状态，进料量为正常运行的 65％，鼓风机速度降低；当锅炉温度达到设定值 (或关闭 开关)时，火焰逐渐熄灭，进料停止，鼓风机继续运行 一 段时间后停止，进入等待模式。如果热水锅炉的出水 温度低于设定温度，燃烧器将再次启动。 燃烧器设有控制器，可以自动监控燃烧器的整个工 作过程，主要包括启动与停止燃烧器，调节启动时的燃 料量、进料速度、进风量，以及设置不同的启动温度与 停止温度。此外，控制器还可 以显示燃烧器的各个工作 阶段 (包括启动、预运行、运行、等待／停止等)，燃烧过 程中出现的过热保护、点火失败、故障等。 图 1 燃烧器试验 系统示意图 Fig．1 Schematic ofthe experimental burning s~tem 1．3 试验方法 试验前，对试验所有样品都取样，进行工业分析、 元素分析及发热量等测定；试验结束后，称量底灰及渣 块质量，并对灰渣进行取样，分析灰熔融特性和化学成 分。燃烧器启动时的燃料量约为 230~250 g，进料速度 为 4．0～4．5 kg／l1；同一种燃料，至少重复试验 3次，结果 取平均值 。 1)点火特性。燃料的点火特性主要是测定燃料的点 火时间，利用秒表记录 自燃烧器启动开始至点火成功的 时间。 2)燃烧及污染物排放特性 。采用综合烟气分析仪 (KM9106)对烟气进行实时分析和记录，烟气的采样点 在烟囱与热水锅炉相接 的一端，且与锅炉相距 200 250 mlTl。 3)底灰结渣率。测定及计算方法：取一种试验用生 物质成型燃料，在燃烧器内燃烧，进料量、进风量等其 他条件基本一致，待燃烧器停止后，冷却，将底灰全部 取出，称质量并记为 m ，筛分灰渣中粒度大于 6 mm 的 渣块，称质量并记为 m2，则粒度大于 6 nlIn 的渣块占总 农业工程学报 2010钲 灰渣质量的百分数，称为该试样的底灰结渣率 c，即 Cr— m2／ml×100％。 2 结果与分析 2．1 点火特性 通过对 8种生物质颗粒燃料进行试验，发现各种燃 料的点火时间与挥发分、含水率密切相关。其中落叶松 的挥发分含量最高，含水率最低 (见表 1)，点火时间最 短，而棉秆的挥发分含量最低，含水率较高 (参见表 1)， 点火时间最长。点火时间与挥发分大致呈线性关系，挥 发分越高，点火时间越短，如图 2a所示，这是因为生物 质燃料中的挥发分中含有大量氢气、甲烷 、不饱和烃 (C H )、一氧化碳等可燃气体，挥发分含量越高，则生 物质燃料越容易着火。而点火时间与含水率大致呈指数 关系，含水率越高，点火时间越长，如图2b所示，这是 因为生物质燃料中含水率越高，一方面延长了干燥时问， 另一方面降低了最高燃烧温度 (绝热燃烧温度)，从而使 燃料所需的点火时间延长，同时，我们也可以发现，当 含水率超过一定数值时，点火时间将会是无限长，即无 法 点燃 。 40 5O 60 7O 8O 90 6．0 6．5 7．0 7．5 8．0 8．5 9，0 9．5 挥发分质量分数／％ 含水率／％ a．挥发分质量分数 b．含水率 图2 挥发分质量分数、含水率对颗粒燃料的点火时间的影响 Fig．2 Effects ofvolatile matter and total moisture on ignition time ofbiomass pellet 2．2 燃烧特性 2．2．1 表观描述 经观察，8种颗粒燃料的燃烧过程均可分为启动、预 运行、运行、停止 4个阶段。启动阶段开始时，烟气呈 白色，主要是由水蒸汽组成，烟气黑度较高；待点火成 功后，火焰颜色较红且宽，温度较低，烟气黑度变淡， 呈灰色或黑色，主要是由于燃烧过程中助燃空气不足造 成的。预运行阶段，火焰变成了橘黄色，温度逐渐升高， 烟气黑度更低。进入运行阶段后，火焰由橘黄色变成了 浅黄色，烟气变成一缕淡淡的青烟。停止阶段，烟气黑 度加大，火焰逐渐熄灭。 2．2．2 烟气中CO含量 燃烧器启动后，烟气中 CO含量随燃烧的进行不断升 高并达到最大；进入运行阶段后，其含量则大大降低 (见 图 3)。经分析可知，在燃烧启动与预运行阶段，燃烧室 温度较低、进风量较小而进料量已经达到预设值，此时 生物质颗粒燃料燃烧不充分，CO排放浓度高。随着燃烧 进入运行阶段，鼓风机全速运行，温度不断升高，燃烧 逐渐稳定，生物质燃料能够充分燃烧，此时 CO浓度排放 值最小。当燃烧器停止或者关闭时，螺旋输送器和鼓风 机停止工作，未燃尽的燃料不能充分燃烧，即出现图中 CO浓度迅速上升的情况。 燃烧器正常运行时，8种生物质颗粒燃料的CO排放 质量浓度由低到高依次为：落叶松、红松、玉米秸、木 屑+花生壳、玉米秸 (含添加剂)、混合木质、麦秸、棉 秆，其排放质量浓度分别为 29．18、51．19、59．06、63．09、 65．25、120．00、365．94、555．37 mg／m 。由此可见，其中 麦秸和棉秆的CO排放质量浓度较高，这可能是因为不同 生物质颗粒燃料的c、H、0元素的含量不同，其所需的 理论空气量也不同，而燃烧器的风量是一定的，造成了 过量空气系数的不匹配。 启动 预运行 运行 停止 燃烧阶段 目 落叶松 目 红松 皿 混合木质 圈 棉秆 团 玉米秸 圈 麦秸 图 玉米秸 (添加刺) 口 木屑+ 花生壳 图3 各种生物质颗粒燃料燃烧时烟气中的 CO排放质量浓度 Fig．3 CO concentrations of smoke of different kinds ofbiomass pellet 2．3 SO2、NO 排放 不同生物质颗粒燃料的烟气中SO2、NO 排放质量浓 度如图4、图5所示。燃烧器的启动、预运行以及停止阶 段，SO2排放浓度相对较高，这是由于不完全燃烧引起的； ㈣ 湖 枷 栅 姗 拗 ∞＼亘苫 、 枷 姗 姗 伽 栅 瑚 姗 瑚 厦莒 碰 姗 o 2 2 l ， 一 山l∞占＼越 皤蟮籍盎0u 第 5期 罗 娟等：典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验 223 在运行阶段，绝大部分生物质燃料燃烧时 SO 的排放浓 度非常低，污染物排放水平较低，基本为零 (见图 4)， 远远低于 GB13271--2001锅炉大气污染物排放标准中规 定的 900 mg／m 的指标。这主要是由生物质中 s含量较低 所决定的。棉秆则是一个例外，其 SO，排放浓度远高于 其他生物质燃料，S含量与其处于同一数量级的其他秸秆 类燃料的 SO2排放浓度则低得多。这说明生物质燃烧时， 其 SO 生成机理的复杂性，不仅与 s含量有关，而且与 燃料种类和设备等因素有关。 8种典型生物质颗粒燃料燃烧时 NO 的排放浓度见 图 5，正常运行时 由低到高依次为：落叶松、混合木质、 红松、木屑+花生壳、麦秸、玉米秸、棉秆、玉米秸 (含 添加剂)，其排放质量浓度分别为 33．88、83．47、87．05、 110．35、115．31、132．18、140．63、145．34 mg／m3。结合表 1 可知，各种颗粒燃料的NO 排放质量浓度与其 N含量基本 成正比关系，N元素含量高，其NO 排放质量浓度亦高。 生物质颗粒燃料燃烧时的温度较低 (<1 300℃)，NO 的 生成方式主要为燃料型反应机制，而非热力型反应机制。 量 E ＼ 嶷 蜓 蓑 0 启动 预运行 运行 停止 燃烧阶段 目 落叶松 囝 红松 口 混合木质 瞳 棉秆 团 玉米秸 圈 麦秸 母 玉米秸 (添加剂) 口 木屑+ 花生壳 图4 各种生物质颗粒燃料 SO2排放质量浓度 Fig．4 SO2 concentrations ofsmoke ofdifferent kinds ofbiomass pellet 启动 预运行 运行 停止 燃烧阶段 目 落叶松 目 红松 四 混合木质 囵 棉秆 团 玉米秸 固 麦秸 图 玉米秸 (添加制) 口 术屑+ 花生壳 图 5 各种生物质颗粒燃料 NOx排放质量浓度 Fig．5 NO concentrations ofsmoke ofdifferent kinds ofbiomass pellet 2．4 灰分对燃烧的影响 生物质颗粒的灰分含量对燃烧器的正常运行时间有 显著影响，见表 2。如果颗粒燃料的灰分含量过大，会导 致燃烧器 因无法及时排出灰分而难以持续运行，如棉秆 的灰分质量分数最高 (21．69％)，而底灰结渣率很低 (24．13％)，但其正式运行时间最短 (仅为 7 min)，同样 的情形可见玉米秸秆 (含添加剂)等。此外，底灰结渣 率对燃烧器的正常运行时间也有较大影响，如红松、玉 米秸，虽然其灰分含量较低 (仅为 6．32％、7．71％)，但结 渣率达到 57．81％、48．94％，严重的结渣造成了燃烧器的 检测孔被堵，从而导致燃烧器受控停止，不能实现连续 运行。可见国外的燃烧器并不适合中国，需要进行改造， 否则难以连续运行。同时，我们还可以看出，生物质颗 粒的灰分含量对燃料的结渣基本上没有趋势性影响。 表 2 灰分与燃料结渣率、运行时间的关系 Table 2 Relationship among ash content，clinkering rate and running time 燃料类型 灰分质量分数／％ 底灰结渣率 正式运行时间／min 2．5 结渣特性 2．5．1 灰渣形貌 通过观察燃烧后的灰渣 (见图 6)，可以发现，各种 不同原料的生物质颗粒燃料燃烧后，其灰渣的外观形状、 颜色、尺寸存在较大差异；木质类颗粒燃料之间、秸秆 类颗粒燃料之间、木质类与秸秆类颗粒燃料之间，也有 较大不同，大致可以分为 3种类型： 1)不结渣 。落叶松。该燃料在燃烧后的灰渣呈灰黑 色的细小颗粒物，无块状的渣块产生，如图6a所示。 2)中度结渣。包括棉秆、玉米秸 (含添加剂)。这 两种燃料在燃烧后均出现轻微的结渣现象，但渣块尺寸 较小，易碎。其中，棉秆燃烧后的灰渣呈灰黄色，粒度 一 般为 8～10 ITI1TI，如图6b所示；玉米秸 (含添加剂) 燃烧后的灰渣为与燃烧前形状类似的浅棕黄色颗粒，但 直径与长度均较燃烧前减小，约为 5．5 mm×12．5 InlTl， 如图6c所示。 3)严重结渣。其渣块尺寸由小到大依次为：麦秸、 玉米秸、木屑+花生壳、混合木质、红松。这些燃料的结 渣现象都很明显，渣块硬度较大，且尺寸和质量都很大。 其 中麦秸 燃烧后其 灰渣为深灰色 ，渣块最大 尺寸约 68．5 1TUTI，质量为9．14 g，硬度相对较小；玉米秸燃烧后 灰渣颜色较深，略呈深蓝色 ，色泽较亮 ，渣块尺寸最大 能达到 82．5 mm，质量达 20．03 g；木屑+花生壳的混合燃 料在燃烧后，灰渣尺寸最大能达到 106 1"1"1／11，质量达 105，46 g，其颜色较浅，呈灰黄色；混合木质燃烧后的灰 渣颜色偏暗，渣块最大尺寸约为 1 12 min，质量为 81．49 g； 红松燃烧 后 的灰渣 颜色偏红 ，渣 块尺寸最 大能达到 116inlrl，质量达 133．41 g，硬度非常大。如图6中d、e、 ∞ ∞ 加 O 瑚 啪 ∞ ∞ o 一 u卜∞曼＼髓嶷鲻峰疆 0z 224 农业工程学报 2010芷 f、g、h所示。 值得注意的是，当在玉米秸中加入添加剂后，其灰 渣的形态与特性都发生了较大变化，如颜色由青黑色变 a．落叶松 b．棉秆 为浅棕黄色，渣块粒度变小且呈较为规则的短圆柱状， 更加易碎等，见图 6中 c、e，添加剂有益于改善燃料的 结渣性能。 c．玉米秸(含添加剂) d麦秸 e玉米秸 ￡木屑+花生壳 g．混合本质 h红松 图6 各种生物质颗粒燃料灰渣形貌 Fig．6 Appearance ofash and slag ofdifferent kinds ofbiomass pellets 2．5．2 灰熔融性对结渣的影响 8种生物质颗粒燃料的底灰结渣率由小至大分别为： 落叶松<棉秆<玉米秸 (含添加剂)<麦秸<木屑+花生 壳<混合木质<玉米秸<红松，见表 3。可以发现，燃料 的结渣率与其软化温度密切相关，软化温度越高，结渣 率越低；当燃料的软化温度达到一定数值时 (如落叶松 的软化温度为 1 389℃)，则燃料将不会出现结渣现象。 但对某些生物质颗粒燃料，灰熔融特性对底灰结渣率的 影 响却不 明显 ，甚至有矛盾 。如棉秆 的软化温度为 1 211℃，低于玉米秸 (含添加剂)，但底灰结渣率反而较 低，仅为24．13％；同样，麦秸的软化温度为 1 201℃，低 于木屑+花生壳，其底灰结渣率为36．57％。 表 3 灰熔融性对燃料结渣的影响 Table 3 Effects ofash fusibility on clinkering rate ofbiomass pellets 落叶松 1332 棉秆 1191 玉米秸(含添加剂) 1224 麦秸 1163 木屑+花生壳(1：4) 1207 混合木质 1196 玉米秸 1167 红松 1181 注：参照 GB／T 219—1996煤灰熔融性的测定方法进行测定，试验气氛为氧 化性气氛。 另外，在燃料中添加适当的添加剂，能够有效降低 生物质颗粒燃料的结渣趋势，如试验中的玉米秸，未含 添加剂其底灰结渣率为 48．94％，使用添加剂后的底灰结 渣率降低到 26．17％，降低了22．77％。 2．5．3 灰渣化学组成的影响 生物质颗粒燃料的底灰结渣率与其化学组成密切相 关，见图7，图中所示燃料的结渣率为依次增大。一般来 说，燃料中 Si元素含量越高，结渣趋势越明显，如木屑+ 花生壳、玉米秸、红松、以及麦秸等，其 si的质量分数 基本在 25％左右或更高，结渣率较高；反之，落叶松灰 渣中的化学成分中 si的质量分数最低，仅为 9．76％，其 结渣率也最低 (不结渣 )。 除 Si元素外，碱金属元素 (K、Na)及碱土金属元 素 (Ca、Mg)对底灰结渣率的影响也很大，如棉秆与 麦秸，二者的 Si元素含量大致相同，但二者的 K 元素 含量相差很大，麦秸的 K元素质量分数高达 14．17％， 而其底灰结渣率也比棉花秆高出许多；再如玉米秸 (含 添加剂)与玉米秸 ，可以发现前者 Mg元素含量较高， 比后者高出 3倍多，K元素含量则较低，约是后者的 1／2， 而前者结渣率比后者降低了22．77％；再如混合木质与红 松，前者的ca元素含量约是后者的 3倍，其结渣率则 降低 了约 10％。由此可知，碱金属元素含量越高，燃料 结渣趋势越 明显；碱土金属含量越高，燃料结渣趋势 越小。 ， ” " 卯 n 舛 掘 舛 3 2 2 2 2 2 2 2 川 狮 9 l 7 l 7 3 8 6 第 5期 罗 娟等：典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验 225 芝 盘i 蜓 落叶松 棉秆 玉米秸 麦秸 木屑 混合木质 玉米秸 红松 生物质颗粒燃料 注：玉米秸 一 含添加剂的玉米秸；木屑一 木屑+花生壳 (1：4) 图7 灰渣的化学组成成分及底灰结渣率 Fig．7 Chemical components of ash，slag and clinkering rate ofbottom ash 3 结论与建议 1)生物质颗粒燃料所需的点火时间与燃料的挥发 份、含水率密切相关，挥发分越高，含水率越低，点火 时间越短。 2)生物质颗粒燃料在燃烧器中正常燃烧时的 SO：、 NO 等污染物排放浓度远低于国家标准，但存在着部分生 物质颗粒燃料灰分含量过大、结渣严重等问题，从而导 致燃烧器难以连续运行。 3)燃料的灰熔融特性对其结渣率有较大影响，对大 多数燃料来说，软化温度越高，结渣率越低，当软化温 度达到一定数值时，燃料不会发生结渣，如落叶松。 4)影响生物质颗粒燃料结渣趋势的元素主要有 si、 碱金属和碱土金属。其中，Si元素含量越高，碱金属含 量越高，越易于结渣 ；碱土金属含量越大，越抗结渣 。 添加适当的添加剂，可有效改善燃料的结渣性能。 建议在生产生物质颗粒燃料时添加适当的添加剂， 以降低燃料的结渣率，改善运行工况；同时，建议对 国 外引进的燃烧器进行优化改进，及时排出灰渣，保证其 正常连续运行，以适应中国的国情。 [参 考 文 献] 『8】 [1]1 田宜水，孟海波．农作物秸秆开发利用技术[M]．北京： 化学工业出版社，2007． [2】 Margaret K Mann，Pamela L Spath．Life cycle as sessment of a biomass gasification combineel 2 cycle power system[M]． 戴林，王革华，占增安译，贡光禹校．北京：中国环境科 学出版 社，2000． [3】 罗娟，侯书林，赵立欣，等．生物质颗粒燃料燃烧设备的 [9】 研究进展[J]．可再生能源，2009，(6)：9O一95． Luo Juan，Hou Shulin，Zhao Lixin，et a1．The research progress of pellet burning equipments[J]．Renewable Energy Resources，2009，(6)：90—95．(in Chinese with English abstracO [4] 王久臣，戴林，田宜水，等．中国生物质能产业发展现状 r1O1 圈 Fe — A1 圈 Na Mg 图 ca 圜 K 囱 si 圈 底灰结渣率 及趋势分析[J]．农业工程学报，2007，23(9)：276--282． Wang Jiuchen，Dai Lin，Tian Yishui，et a1．Analysis of the development status and trends of biomass energy industry in China[J]．Transactions of the CSAE，2007，23(9)：276--282． (in Chinese with English 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2．ChineseAcademyofAgriculturalEngineering，Beijing 100125，China) Abstract：To study the combustion and emission characteristics of biomass pellets，eight kinds of typical pellets were chosen to be investigated with an imported biomass pellet fuel bumers using as experimental device in this study．The results indicated that the more the volatile matter and moisture in the biomass pellets，the shorter the igniting time．The pollutants such as SO2，NOx and so on were far below the national standard．But there were some problems existed for several pellets，such as the ash content was too large，the slagging was too seriously．For most kinds of pellets，the higher the content of chemical elements like Si and the alkali metal group in biomass pellets，the easier to form slag；an d the higher content of alkaline earth metal group，the harder to form slag．For example，the content of Si in corn straw was 27．70％．an d the clinkering rate of bottom ash was 48．84％．However,the content of Si in corn straw was only 9．76％ with no slagging．W hen adding additives，the clinkering rate of bottom ash of COITI—straw-pellets fell 22．77％．So it could provide the basis data for improving and designing the burning equipments ofbiomass pellet that adapt to the situation in China． Key words：biomass pellet，fuel burners，combustion，pollutants，slagging