生物質(zhì)顆粒成型燃料是以木屑、秸稈等農(nóng)林剩余物為原料，在高壓加熱條件下，壓縮成顆粒狀且質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的成型物，可作為工業(yè)鍋爐、民用爐灶、家庭取暖爐以及農(nóng)業(yè)暖房的燃料。由于成型燃料除具有比重大、便于貯存和運(yùn)輸、著火容易、燃燒性能好、熱效率高的優(yōu)點(diǎn)外，還具有灰分小、燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生SO2，不會(huì)造成環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的清潔燃料，有著廣闊的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景。上世紀(jì)30年代開(kāi)始，許多發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、芬蘭等都投入了大量人力物力來(lái)研究生物質(zhì)成型技術(shù)及顆粒燃料，80年代后，技術(shù)日趨成熟，形成了一定規(guī)模[1-4]。到了90年代，日本、美國(guó)及歐洲一些國(guó)家生物質(zhì)顆粒燃料燃燒設(shè)備已經(jīng)定型，并形成了產(chǎn)業(yè)化，在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等領(lǐng)域已推廣應(yīng)用[5-8]。我國(guó)起步較晚，“八五”期間，作為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，中國(guó)農(nóng)機(jī)院能源動(dòng)力研究所等機(jī)構(gòu)對(duì)生物質(zhì)成型技術(shù)及裝置進(jìn)行了攻關(guān)，推進(jìn)了我國(guó)生物質(zhì)燃料固化成型的研究工作[9-10]。
從目前國(guó)內(nèi)外的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，燃燒設(shè)備存在著工藝差、專(zhuān)業(yè)化程度低、熱效率低、排煙污染嚴(yán)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，燃燒設(shè)備還未定型，還需進(jìn)一步的研究、實(shí)驗(yàn)與開(kāi)發(fā)。作者在自行設(shè)計(jì)的燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐模擬燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，系統(tǒng)研究了燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的燃燒特性、排放特性和結(jié)渣特性。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)研究得出了最佳的二次風(fēng)送風(fēng)位置、一二次風(fēng)量配比率和最佳的燃料層厚度。并結(jié)合生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒機(jī)理及燃燒特性分析，為燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。為今后燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的結(jié)構(gòu)定型提供參考。
生物質(zhì)顆粒燃料做鍋爐燃料是中國(guó)發(fā)展的必然趨勢(shì)，生物質(zhì)燃料多為稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼及“三剩物”經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的塊狀環(huán)保新能源。
生物質(zhì)顆粒燃料
根據(jù)瑞典及歐盟的生物質(zhì)顆粒分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，若以其中間的分類(lèi)值為例，則可將生物質(zhì)顆粒大致上描述為以下特性：生物質(zhì)顆粒直徑一般為6~8毫米，長(zhǎng)度為其直徑4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量是小于10%~15%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均是小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加劑，則應(yīng)為農(nóng)林產(chǎn)物，并且應(yīng)標(biāo)明使用種類(lèi)和數(shù)量。
歐盟標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于生物質(zhì)顆粒的熱值沒(méi)有提出具體的數(shù)值，但要求銷(xiāo)售商應(yīng)予以標(biāo)注。瑞典標(biāo)準(zhǔn)要求生物質(zhì)顆粒的熱值一般應(yīng)在16.9 兆焦上。生物能源技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)已成為世界重大熱門(mén)課題之一，受到世界各國(guó)政府與科學(xué)家的關(guān)注。
許多國(guó)家都制定了相應(yīng)開(kāi)發(fā)研究計(jì)劃，如日本的陽(yáng)光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)等，其中生物能源的開(kāi)發(fā)利用占有相當(dāng)大的份額。國(guó)外很多生物能源技術(shù)和裝置已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度，同其他生物質(zhì)能源技術(shù)相比較，生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。
近兩年，生物質(zhì)顆粒燃料使用率開(kāi)始上升，國(guó)家也開(kāi)始重視生物質(zhì)燃料這一塊綠色燃料。很多區(qū)域中的部分企業(yè)投資探索生物質(zhì)鍋爐的生產(chǎn)，有望讓生物質(zhì)燃料的使用達(dá)到普及。