我國經濟目前處于高速發展階段，國民經濟正從粗放型向集約型轉變，能源緊缺和環境問題成為制約我國發展的重要問題，因此我們要走可持續發展道路。煤、石油、天然氣作為現階段的主要能源，同時也是寶貴的有機化工的原料，資源量日益減少；同時，我國的能源消費方式也對資源造成了很大的浪費。因此，改變我國能源生產和消費方式，開發潔凈的可再生能源成為可持續發展的迫切需要，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
我國是—個農業大國，僅農作物秸稈每年就產生約7億t，相當于標煤3.1億t，其他生物質能原料木屑、稻殼等同樣數量巨大，如此之大的資源除了一小部分用于畜牧外，其余的大部分以就地焚燒或堆放腐朽廢棄，既浪費了資源，又污染了環境。農業廢棄物作為農業生產加工中的副產品，具有產量大、可再生特點，并且生物質能燃料本身含硫量極低(不到煤的1/10)，秸稈、稻殼等生物質能原料經過深加工可制成具有較高的熱量、較大密度的顆粒燃料，燃燒產生的二氧化硫很少，是一種適合我國可持續發展戰略的天然可再生清潔能源，可以用來替代燃煤、燃油等化石能源。因此，開發新型生物質型煤鍋爐對于我國農作物秸稈應用具有重要意義。正是基于上述基礎，本文探討了通過生物質氣化技術，改變直接燃燒生物質的利用方式，以農林剩余物為原料，經粉碎、干燥、壓縮等工藝過程生產出不同規格、不同形狀的顆粒、塊狀或片狀等成型燃料，用于農村生產、生活，城鎮集中供熱，工廠生產用能，電廠發電等領域，在提高廢棄生物質能源品位的同時，提供一種節約常規能源、降低環境污染、保護生態環境的思路。
1、生物質型煤的優勢
1.1生物質型煤清潔燃燒機理
生物質型煤是指煤中按一定比例加入可燃生物質（如秸稈）和添加劑后壓制成型的產品。生物質型煤層狀燃燒可以有效提高熱效率、減少污染物排放，是一種清潔能源。生物質型煤清潔燃燒機理：一是起火溫度低、燃燒快，減少了高溫燃燒產生的氮氧化物；二是由于摻在煤粒中的生物質著火點低，首先燃燒，使煤中的揮發分（煙）在低溫狀態一析出就完全燃燒，可實現無煙燃燒；三是在靜態燃燒過程中型煤不散，粉塵排放量極低；四是添加固硫劑后固硫效果好，固硫率可達50%～70%；五是生物質燃燒后，在型煤中形成微孔，便于空氣進入內部助燃，燃燒效率高，灰渣殘碳量極低。
1.2生物質型煤的主要特點
與礦物質能源相比，生物質成型燃料在燃用過程中對環境污染小，灰分、氮含量比煤低，燃燒時排放的氮氧化物和煙塵少；含硫量比煤少得多(煤一般為0.5%～1.5%，而生物質一般少于0.2%)．燃用時產生很少的二氧化硫；二氧化碳零排放，對降低溫室效應極為有利；揮發分高、碳活性高，易燃；燃燒后灰分少，可簡化除灰塵設備；濕法成型生物質型煤與原煤散燒，在同一臺鏈條鍋爐上的對比測試結果為：煙塵質量濃度減少60.74%；SO2質量濃度減少41.87%；正平衡熱效率提高6.1%；生物質型煤節煤率8.12%；灰渣碳質量分數為7.00%。
此外，生物質能源蘊藏量大，來源廣，易取得，且可再生，可長期、規模化、產業化應用�？稍偕茉粗校镔|是唯一可以存儲運輸的能源，便于加工轉換與連續使用。生物質能成型技術的推廣應用，有助于緩解能源短缺，保護大氣環境，促進新農村建設，經濟、社會和環境效益明顯。
1.3生物質型煤的燃燒特性
壓塊燃料密度大，使原料從松散物料到致密無間，從而限制了揮發物溢出速度，延長了揮發物的燃燒時間，燃燒反應大部分只在壓塊燃料的表面進行，燃燒狀態屬于靜態滲透式擴散燃燒，類似于煤的燃燒過程，生物質成型燃料既保留了原生物質所具有的易燃、無污染等優良特性，又具有耐燒特點。因壓塊燃料質地密實，能量聚集，在燃燒過程中揮發物溢出后剩余的炭結構也相對緊密，在燃燒過程中可清楚地看到，藍色火焰裹著明亮的炭塊，爐溫大大提高，燃燒時間明顯延長，整個燃燒過程的需氧量趨于平衡，燃燒過程比較穩定。
容量大、體積小，容重為0.8t/m3~1.6t/m3，僅次于煤；熱效高、燃燒好：固化后燃燒熱值可達15 488.2 kj/kg—20930kj/kg，火力強旺；清潔衛生、無污染：壓塊燃料在燃燒過程中可達零排放，不排渣、無煙、余氣無二氧化硫等有害氣體，不污染環境；生物質資源巨大、普遍易取、可再生，壓塊燃料加工簡單方便，是可貯運銷售的可再生能源。
2、生物質型煤鍋爐的應用
生物質氣化是容器內生物質在缺氧狀態下的燃燒反應，通過生物質氣化完成了能量從固態到氣態的轉換，生物質的大部分能量轉化到氣體中。其反應器的設計采用下吸式，可持續裝料。生物質型煤鍋爐機組主體有兩部分組成，第一部分為氣化爐（包括上料機）；第二部分為燃氣凈化裝置。燃氣凈化裝置由3部分組成：一是燃氣冷卻及凈化器；二是機組動力——水環真空泵，是機組內氣水混合運行的動力；三是焦油分離器，也同時是氣水分離器。生物質型煤鍋爐采用正、反雙向進風原理，燃燒層次分明，根據鍋爐實際使用情況一次加料可燃燒5h～8h．燃燒過程連續穩定，加料不影響燃燒，保證供暖溫度穩定。燃料在儲料倉預熱，干燥揮發，還原及氧化燃燒，可揮發分由逆進風帶領，進入高溫燃燒室燃盡，使煙燃燒后成為火焰，不但不冒煙，而且效率得到提升，節煤30%，既節能又環保。自然通風，無需動力，不使用鼓風機、引風機，靜態燃燒，拒絕煙塵排人大氣。
生物質型煤燃燒過程首先是受熱析出揮發分，揮發分包含烷烴、烯烴、煤氣等多種可燃氣體，揮發分析出后在爐膛內與吹人爐膛的高溫二次風混合高速旋轉燃燒，二次風中富含的氧氣與可燃氣體充分混合，避免了燃燒過程可能產生的局部缺氧或局部空氣過剩等不利燃燒的現象，使得爐膛內燃燒強度大，燃燒均勻可靠。
爐膛上部設置的爐拱由絕熱材料砌筑而成，可以有效地將火焰中攜帶的飛灰阻擋，使其失去速度，沉降到爐膛內，煙氣本身的旋轉也有利于飛灰與煙氣分離，從而達到鍋爐本身的降塵效果，減小了鍋爐排放煙氣中粉塵的污染。
3、結語
生物質型煤直接投入鍋爐燃燒，不加任何添加劑，無需另行處理，操作簡單，氣化燃燒過程可使生物質能顆粒中可燃成分燃燒完全，具有較高的燃燒效率；消煙除塵效果顯著，煙氣黑度小于林格曼一級，煙塵排放質量濃度小于8 mg/m3，S02排放質量濃度小于0.5 mg/m3，符合國家環保一類區II時段標準；燃燒利用率高，鍋爐熱效率80%以上，有效節約能源；鍋爐燃用可再生能源替代化石能源，燃燒It生物質能顆粒可替代二類煙煤0.8 t左右，替代柴油0.35 t左右，大大降低了化石能源燃燒造成的C0：排放；廢物的循環利用符合經濟規律，生物質型煤燃燒后形成的灰分是優良的天然鉀肥，回收后退回給農田符合生態要求，有很好的經濟社會效益。
生物質作為一種儲量豐富的可再生能源，利用氣化技術轉化為清潔能源，其S02排放量只相當于煤的1/10NO排放量僅為煤的1/5左右，燃燒過程中基本達到了C02的零排放，減少了空氣污染，保護了環境，同時也為農林廢棄物的規模化利用提供了用途，實現了資源的節約化利用，讓天更藍，家更美，世界可持續。對農民來說，生物質資源的收集和運輸，增加了直接就業的機會，而秸稈等生物質原料收購能增加農民的收入，實現了變廢為寶，而且生物質氣化產生的氣體和電力使用戶能有效地降低生活能源支出以及享受到綠色電力的效益，擴大了清潔便利能源利用的可得性。因此，本項目的探討，為進一步研究生物質低碳節能鍋爐、爐具提供了有意義的試驗數據，同時也為今后深入探討節能和環保等科研項目提供了一種積極的思路。
我國是—個農業大國，僅農作物秸稈每年就產生約7億t，相當于標煤3.1億t，其他生物質能原料木屑、稻殼等同樣數量巨大，如此之大的資源除了一小部分用于畜牧外，其余的大部分以就地焚燒或堆放腐朽廢棄，既浪費了資源，又污染了環境。農業廢棄物作為農業生產加工中的副產品，具有產量大、可再生特點，并且生物質能燃料本身含硫量極低(不到煤的1/10)，秸稈、稻殼等生物質能原料經過深加工可制成具有較高的熱量、較大密度的顆粒燃料，燃燒產生的二氧化硫很少，是一種適合我國可持續發展戰略的天然可再生清潔能源，可以用來替代燃煤、燃油等化石能源。因此，開發新型生物質型煤鍋爐對于我國農作物秸稈應用具有重要意義。正是基于上述基礎，本文探討了通過生物質氣化技術，改變直接燃燒生物質的利用方式，以農林剩余物為原料，經粉碎、干燥、壓縮等工藝過程生產出不同規格、不同形狀的顆粒、塊狀或片狀等成型燃料，用于農村生產、生活，城鎮集中供熱，工廠生產用能，電廠發電等領域，在提高廢棄生物質能源品位的同時，提供一種節約常規能源、降低環境污染、保護生態環境的思路。
1、生物質型煤的優勢
1.1生物質型煤清潔燃燒機理
生物質型煤是指煤中按一定比例加入可燃生物質（如秸稈）和添加劑后壓制成型的產品。生物質型煤層狀燃燒可以有效提高熱效率、減少污染物排放，是一種清潔能源。生物質型煤清潔燃燒機理：一是起火溫度低、燃燒快，減少了高溫燃燒產生的氮氧化物；二是由于摻在煤粒中的生物質著火點低，首先燃燒，使煤中的揮發分（煙）在低溫狀態一析出就完全燃燒，可實現無煙燃燒；三是在靜態燃燒過程中型煤不散，粉塵排放量極低；四是添加固硫劑后固硫效果好，固硫率可達50%～70%；五是生物質燃燒后，在型煤中形成微孔，便于空氣進入內部助燃，燃燒效率高，灰渣殘碳量極低。
1.2生物質型煤的主要特點
與礦物質能源相比，生物質成型燃料在燃用過程中對環境污染小，灰分、氮含量比煤低，燃燒時排放的氮氧化物和煙塵少；含硫量比煤少得多(煤一般為0.5%～1.5%，而生物質一般少于0.2%)．燃用時產生很少的二氧化硫；二氧化碳零排放，對降低溫室效應極為有利；揮發分高、碳活性高，易燃；燃燒后灰分少，可簡化除灰塵設備；濕法成型生物質型煤與原煤散燒，在同一臺鏈條鍋爐上的對比測試結果為：煙塵質量濃度減少60.74%；SO2質量濃度減少41.87%；正平衡熱效率提高6.1%；生物質型煤節煤率8.12%；灰渣碳質量分數為7.00%。
此外，生物質能源蘊藏量大，來源廣，易取得，且可再生，可長期、規模化、產業化應用�？稍偕茉粗校镔|是唯一可以存儲運輸的能源，便于加工轉換與連續使用。生物質能成型技術的推廣應用，有助于緩解能源短缺，保護大氣環境，促進新農村建設，經濟、社會和環境效益明顯。
1.3生物質型煤的燃燒特性
壓塊燃料密度大，使原料從松散物料到致密無間，從而限制了揮發物溢出速度，延長了揮發物的燃燒時間，燃燒反應大部分只在壓塊燃料的表面進行，燃燒狀態屬于靜態滲透式擴散燃燒，類似于煤的燃燒過程，生物質成型燃料既保留了原生物質所具有的易燃、無污染等優良特性，又具有耐燒特點。因壓塊燃料質地密實，能量聚集，在燃燒過程中揮發物溢出后剩余的炭結構也相對緊密，在燃燒過程中可清楚地看到，藍色火焰裹著明亮的炭塊，爐溫大大提高，燃燒時間明顯延長，整個燃燒過程的需氧量趨于平衡，燃燒過程比較穩定。
容量大、體積小，容重為0.8t/m3~1.6t/m3，僅次于煤；熱效高、燃燒好：固化后燃燒熱值可達15 488.2 kj/kg—20930kj/kg，火力強旺；清潔衛生、無污染：壓塊燃料在燃燒過程中可達零排放，不排渣、無煙、余氣無二氧化硫等有害氣體，不污染環境；生物質資源巨大、普遍易取、可再生，壓塊燃料加工簡單方便，是可貯運銷售的可再生能源。
2、生物質型煤鍋爐的應用
生物質氣化是容器內生物質在缺氧狀態下的燃燒反應，通過生物質氣化完成了能量從固態到氣態的轉換，生物質的大部分能量轉化到氣體中。其反應器的設計采用下吸式，可持續裝料。生物質型煤鍋爐機組主體有兩部分組成，第一部分為氣化爐（包括上料機）；第二部分為燃氣凈化裝置。燃氣凈化裝置由3部分組成：一是燃氣冷卻及凈化器；二是機組動力——水環真空泵，是機組內氣水混合運行的動力；三是焦油分離器，也同時是氣水分離器。生物質型煤鍋爐采用正、反雙向進風原理，燃燒層次分明，根據鍋爐實際使用情況一次加料可燃燒5h～8h．燃燒過程連續穩定，加料不影響燃燒，保證供暖溫度穩定。燃料在儲料倉預熱，干燥揮發，還原及氧化燃燒，可揮發分由逆進風帶領，進入高溫燃燒室燃盡，使煙燃燒后成為火焰，不但不冒煙，而且效率得到提升，節煤30%，既節能又環保。自然通風，無需動力，不使用鼓風機、引風機，靜態燃燒，拒絕煙塵排人大氣。
生物質型煤燃燒過程首先是受熱析出揮發分，揮發分包含烷烴、烯烴、煤氣等多種可燃氣體，揮發分析出后在爐膛內與吹人爐膛的高溫二次風混合高速旋轉燃燒，二次風中富含的氧氣與可燃氣體充分混合，避免了燃燒過程可能產生的局部缺氧或局部空氣過剩等不利燃燒的現象，使得爐膛內燃燒強度大，燃燒均勻可靠。
爐膛上部設置的爐拱由絕熱材料砌筑而成，可以有效地將火焰中攜帶的飛灰阻擋，使其失去速度，沉降到爐膛內，煙氣本身的旋轉也有利于飛灰與煙氣分離，從而達到鍋爐本身的降塵效果，減小了鍋爐排放煙氣中粉塵的污染。
3、結語
生物質型煤直接投入鍋爐燃燒，不加任何添加劑，無需另行處理，操作簡單，氣化燃燒過程可使生物質能顆粒中可燃成分燃燒完全，具有較高的燃燒效率；消煙除塵效果顯著，煙氣黑度小于林格曼一級，煙塵排放質量濃度小于8 mg/m3，S02排放質量濃度小于0.5 mg/m3，符合國家環保一類區II時段標準；燃燒利用率高，鍋爐熱效率80%以上，有效節約能源；鍋爐燃用可再生能源替代化石能源，燃燒It生物質能顆粒可替代二類煙煤0.8 t左右，替代柴油0.35 t左右，大大降低了化石能源燃燒造成的C0：排放；廢物的循環利用符合經濟規律，生物質型煤燃燒后形成的灰分是優良的天然鉀肥，回收后退回給農田符合生態要求，有很好的經濟社會效益。
生物質作為一種儲量豐富的可再生能源，利用氣化技術轉化為清潔能源，其S02排放量只相當于煤的1/10NO排放量僅為煤的1/5左右，燃燒過程中基本達到了C02的零排放，減少了空氣污染，保護了環境，同時也為農林廢棄物的規模化利用提供了用途，實現了資源的節約化利用，讓天更藍，家更美，世界可持續。對農民來說，生物質資源的收集和運輸，增加了直接就業的機會，而秸稈等生物質原料收購能增加農民的收入，實現了變廢為寶，而且生物質氣化產生的氣體和電力使用戶能有效地降低生活能源支出以及享受到綠色電力的效益，擴大了清潔便利能源利用的可得性。因此，本項目的探討，為進一步研究生物質低碳節能鍋爐、爐具提供了有意義的試驗數據，同時也為今后深入探討節能和環保等科研項目提供了一種積極的思路。
