中国是农业大国,林业和秸秆资源丰富,据统计每年产生的秸秆约8亿t,利用秸秆和木屑等农林废弃物制得的生物质颗粒燃料是一种典型的固体成型燃料,具有高效、清洁、点火容易和CO2零排放等优点,可替代煤炭等化石燃料用于室内保温、炊事等[1-2]。近年来,资源浪费和环境污染造成了雾霾等严重影响人们日常生活的后果,政府等相关部门对环境污染问题高度重视,要求逐渐取缔排放严重的燃煤小锅炉等相关的政策,加速了生物质颗粒燃料相关产业的迅速发展。
随着能源需求的增加和对化石燃料的严重依赖,可再生能源越来越受到人们的关注。生物质能作为一种清洁环保的燃料,目前占世界能源消耗的6%至8%,并日益成为一种受欢迎的选择。
生物质包括一切直接或间接利用植物光合作用而形成的有机物质。本文所说的生物质均指农作物秸杆和农业加工残余物以及林木和林业加工剩余物等生物质,不包括有机污水、生活垃圾及禽畜粪便。从物理本质上来说,生物质是由纤维素、半纤维素、木质素、无机物和水组成的。从化学元素来说,其包含C、H、O、N、S,水和灰分。
与燃煤相比,生物质燃料具有自身的特点:
1)木本燃料的生物活性较高,可能引起料堆发热并损失干物质,且贮藏点的含尘量和孢子含量很高,在燃料储运过程中会引起健康和安全问题。
2)生物质燃料可燃基挥发分含量在70%以上,干燥后具有很好的着火特性,燃点大概400℃左右。
3)生物质S和N含量较低,代替部分燃煤可减少SO2和NOx的排放。
4)灰中的K、Na含量相对较高,灰熔点大概在800-1000℃,高温下碱金属析出容易导致飞灰团聚和受热面结渣。
5)部分生物质Cl含量相对较高,燃烧释放出高浓度HCl进入锅炉尾气会引起受热面高温腐蚀