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一、生物质锅炉环保理念：

利用生物质燃料锅炉、天然气锅炉、生物质气化锅炉、来实现洗烫用蒸汽生活供暖、供热、中央空调制冷、加热成开水供应热能，从而替代传统的燃油、煤锅炉供热方式，实现工业锅炉、生活锅炉及生态环境节能减排的大战略。分析生物质燃料的燃烧特性，生物质燃料锅炉的运行特点以及技术要求。核算生物质燃料锅炉的运行经济成本。综合利用资源实现循环经济，节能减排，增加经济效益。环境。朝阳产业我国地大物博，农林生物质量大，覆盖面广，来源充足。生物质燃烧后的物质富含钾磷镁锌钙，可以用作高效肥料。生物质在加工时有5%-10%左右的顶尖和嫩叶可以当做生产饲料的原料。秸秆与煤炭相比，量大源广，年年种粮，年年产秸秆；收获后将秸秆用作发电、锅炉燃料等，避免了农民焚烧秸秆而引起的环境污染，大大降低了温室气体的排放。生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。

二、前序：

生物质的重要性、作用及发展趋势：

生物质是植物通过光和作用生成的有机物，它的能量来源于太阳能。生物质能是太阳能的一种。生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器，是太阳能中的一种热能转换成方式。

生物质能源在2003年被世界列为第四大能源2004年又被列为第三大能源排在石油前，在欧洲被认为仅次于核能的第二大能源。因为生物质能源可从大田里种出来，使用又非常环保，所以发达国家都非常重视生物质能源的研究、开发和应用。

生物质能源在可再生能源系列里是唯一可以实现城市工业、生活、供热的一种新型清能源，也是唯一的制造成本存储成本最低的绿色清洁能源。其特点是可以全天候运行，不受气候和夜间的影响。

生物质燃料被世界上公认为清洁能源，以其独特的实用性和可再生性被广泛应用。而生物质成型燃料，尤其是颗粒燃料，以其自有的特性及燃烧特性，则大有取代工业锅炉用油、用气、用煤的趋势。石油、天然气是属于矿产资源不可再生，开采与含量有限，现今全球面临能源日趋紧张，短缺的局面，面对这种趋势，过去为解决传统能源不足而发展起来的新能源（包括核能、风能、太阳能以及生物质能等）开始重新被重视起来，尤其对于我国这样一个缺乏石油，而又处于重工业化发展阶段的国家，发展新能源、已成为牵涉到国家安全和经济可持续发展的重要问题。

因此，利用生物质燃料锅炉来实现城市工业、生活供热，从而替代传统的燃油、燃气、煤锅炉供热方式，并对其应用进行经济性分析，则成为供热行业急待研究的课题。

三、生物质燃料简介及燃烧特性：

1、生物质成型燃料简介：

生物质成型燃料：是利用农、林产品加工的废弃物（如木屑、农作物秸干、麻杆、花生壳等）压缩成型的燃料，它的制造与生产可循环再生，其特点是：点火容易，燃烧性能好，燃料密度高，燃烬率高于煤，挥发分是煤的3倍左右，灰分大约是煤的1/3~1/7，二氧化硫几乎为零，不用脱硫即可达到《工业锅炉大气污染排放标准》，灰渣是优质钾肥。燃烧时排放的二氧化碳与（生物质原料）植物生长过程吸收的二氧化碳相互对等抵消，因此可视其排放的二氧化碳为“零”，故称为“零”排放的洁净绿色新能源。

生物质成型燃料的成型技术有三种，即螺旋挤压式和活塞冲压式以及压辊式。形状为六角柱形直径50㎜，方形25×25㎜和颗粒式直径为20～6㎜。

我国是现今世界发展最快的经济体，同时也是一个能源消耗大国。如何实现科学发展、实现环境增值是中国面临的重大问题。随着《新型能源产业发展规划》以及一系列利好政策的出台，生物质能的发展黄金期也悄然而至，在与风能和光伏能等可再生能源的发展比拼中，生物质能一马当先的地位日益凸显。

有效开发利用生物质能对我国农村地区更具有特殊的意义，最近几年来，国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营。截至2009年年底，全国投产、在建和开展前期工作的生物质发电项目有170多个，装机容量460多万千瓦，其中已投产50多个，装机容量100多万千瓦。而去年国家发改委上调农林生物质发电上网价格(每度0.75元)及规范生物质发电项目建设管理的通知，不仅有效缓解了生物质发电的成本压力，还解决了燃料争夺的问题，为生物质发电产业在“十二五”期间大规模发展创造了良好的环境。朝阳产业我国地大物博，农林生物质量大，覆盖面广，来源充足。生物质燃烧后的物质富含钾磷镁锌钙，可以用作高效肥料。生物质在加工时有5%-10%左右的顶尖和嫩叶可以当做生产饲料的原料。秸秆与煤炭相比，量大源广，年年种粮，年年产秸秆；收获后将秸秆用作发电、锅炉燃料等，避免了农民焚烧秸秆而引起的环境污染，大大降低了温室气体的排放。

生物质燃料的相关参数如下表所示

序号	内容	数值
1	干燥基低位发热量Qnet,d（kcal/kg）	>4300
2	干燥基全硫Std（%）	<0.33
3	干燥基灰分（%）	<2.2
4	干燥基挥发分Vd（%）	>79
5	干燥基固定碳Fcd（%）	>19

2、锅炉用生物质颗粒燃料简介：

生物质颗粒燃料，是利用农、林产品加工的废弃物（如木屑、秸干、麻杆、花生壳等）经过高温固化，压缩成型的燃料。生物质颗粒燃料：具有点火容易、燃料性能好、热值高、燃料密度高、无污染，燃烧后可达到环保排放标准GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》；价格低廉，本产品是一种高效节能环保的热能设备。本产品具有比重大（1.0-1.27kg/m3）、热值高（3800-4500大卡）、燃烧好（全硫0.44%，水分7.60%，灰分9.21%，挥发分≥65.62%，燃烧率90%以上）、成本低、使用方便、洁净卫生等优点，便于贮存和运输。

3、生物质燃料的燃烧特性：

（1）生物质成型燃料的燃烧机理属于静态渗透式扩散燃烧，其燃烧过程从点火开始燃料表面可燃挥发物进行可燃气体和氧气的放热化学反应，形成火焰。除了燃料表面部分可燃挥发物燃烧外，燃料表层部分的碳处于过渡燃烧区，形成较长火焰。燃料表面仍有较少的挥发分燃烧，并向更深层渗透。在层内进行碳燃烧，焦炭的燃烧为扩散燃烧，吸收性能，热利用率高。

（2）由于生物质成型燃料是经过高压形成的，密度非常大，燃烧时挥发分慢慢分解，燃烧处于动力区，随着挥发分燃烧逐渐进入过渡区与扩散区。如果燃烧速度适中，能够使挥发分放出的热量及时传递给受热面，使排烟热损失降低。同时挥发分燃烧所需的氧与外界扩散的氧很好的匹配，挥发分能够燃尽，又不过多的加入空气，炉温逐渐升高，减少了大量的气体不完全燃烧损失与排烟热损失。

（3）挥发分燃烧后，剩余的焦炭骨架结构紧密，像型煤焦炭骨架一样，运动的气流不能使骨架解体悬浮，使骨架碳能保持层状燃烧，能够形成层状燃烧核心。这时碳的燃烧所需要的氧与静态渗透扩散的氧相当，燃烧稳定持续，炉温较高，减少了固体与排烟热损失，在燃烧过程中可以清楚地看到炭的燃烧过程，蓝色火焰包裹着明亮的炭块，燃烧时间明显延长。

总之生物质成型燃料燃烧速度均匀适中，燃烧所需的氧量与外界渗透扩散的氧量能够较好的匹配，燃烧波浪减少，燃烧相对稳定，其释放的热吸收利用率高。

能源篇之生物柴油

一、简介

生物柴油（Biodiesel）又称为生质柴油，是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。这种生物燃料可以像柴油一样使用。生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。

生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。

生物柴油是指植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料，也称之为"再生燃油"。

二、发展前景
世界上多国多正在大力推广生物柴油生产，以减少石油进口。美国能源部正在在发展生物质能，生物柴油也被列为生物质能之一。

国际上对生物柴油的开发形势看好，而制造生物柴油的途径主要有三条:一是利用食用油生产生物柴油;二是利用甘蔗渣发酵生产柴油;三是利用"工程微藻"生产柴油。

三、生物柴油的主要优点
1、 具有优良的环保特性：生物柴油和石化柴油相比含硫量低，使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大减少。排放尾气指标可达到欧洲2号排放（GB252-2000)标准。
2、 低温启动性能：和石化柴油相比，生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，冷滤点达到-20℃。
3、 生物柴油的润滑性能比柴油好：可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，增加发动机的使用寿命，从而间接降低发动机的成本。
4、 具有良好的安全性能：生物柴油的闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料，在运输、储存、使用等方面的优点明显。
5、 具有优良的燃烧性能：生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性能，因此可以采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。虽然生物柴油的热值比柴油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧，可以提高发动机的热效率，这对功率的损失会有一定的弥补作用。
6、 具有可再生性：生物柴油是一种可再生能源，其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。
7、 具有经济性：使用生物柴油的系统投资少，原用柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备无需改动。
8、 可调和性：生物柴油可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗，提高动力，降低尾气污染。
9、 可降解性：生物柴油具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。

总之，柴油是城乡使用较为普遍的燃料，生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。生物途径生产柴油是扩大生物资源利用的一条最经济的途径，是生物能源的开发方向之一。能源生物技术必将得到发展，"无污染生物柴油"也必将得到更广泛的应用。

四、应用领域
生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料，工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。

生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。

中国柴油需求量很大，柴油应用的主要问题是“冒黑烟”，我们经常看到工厂烟囱冒黑烟，冒黑烟的主要原因是燃烧不完全，对空气污染严重，如产生大量的颗粒粉尘，CO2排放量高等。

柴油、煤碳燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题，为解决燃油、燃煤、的污染问题及日益恶化的环境压力，因此人们开发了生物柴油代替了柴油。