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4吨以上燃煤锅炉改造生物质可行性报告

第一部分生物质现状

生物质作为生物质能的载体，生物质能是太阳能以化学能的形式贮存在生物质中的能量形式，它是以动物、植物、微生物及其排泄物(或废弃物)等有机物为原料，可以转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，具有资源丰富、可再生、清洁环保、二氧化碳净排放、储存和运输便利等优点。地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1xxxxJ，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。

生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。中国拥有丰富的生物质能资源，中国理论生物质能资源50亿吨左右。液体生物燃料、气体生物燃料和固体生物燃料，作为生物质燃料的“三剑客”，有足够的潜力弥补“煤、油、气”传统燃料的不足。据中国工程院可再生能源发展战略咨询报告资料显示，中国生物质能源的资源量是水能的2倍和风能的3.5倍，且分布靠近东部沿海高能耗地区。近期，每年可开发的生物质能源约合12亿吨标准煤，超过全国每年能源总耗量的1/3。近年来，中国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用技术的研究与开发，如薪炭林、生物质压块成型、生物质燃料、气化与气化发电等，取得了多项优秀成果。

政策方面，20xx年4月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》、20xx 年8月起实施的《20xx-20xx年新能源和可再生能源产业发展规划要点》、20xx 年11月国家发展改革委关于印发《可再生能源产业发展指导目录》的通知中均将生物质能源的发展列为重点。《可再生能源法》已于20xx年1月1日起正式实施，陆续出台了相应的配套措施，并于20xx年底进行修订。在今年3月16日国家公布的“十二五”规划纲要中明确提出：“新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能。”并“大

力发展沼气、作物秸秆及林业废弃物利用等生物质能”。这表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持。生物质能源已经成为世界第四大能源和首屈一指的可再生能源，排位仅次于煤炭、石油和天然气。它具有可再生和环境友好的双重属性，发展生物质能，既有利于实现能源多元化，缓解能源紧张，又有利于保护生态环境，减少温室气体排放，因此，生物质能在中国未来的能源结构中具有举足轻重的地位。

第二部分生物质燃料

1、生物质燃料特性生物质燃料是采用木屑、秸秆等农林废弃物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成颗粒状的可直接燃烧的一种新型清洁燃料。一般农林废弃物秸秆、木屑都具有疏松、密度小、单位体积的热值低等缺点，作为燃料使用很不方便，这是造成人们不愿用秸秆作为燃料的主要原因之一。成型技术不仅能有效地解决这一问题，而且能有效地改变木屑、秸秆等燃烧特性，实现快速、洁净燃烧。生物质成型技术是通过粉碎、干燥、机械加压等过程，将松散、细碎的农林废弃物压成结构紧密颗粒状燃料，其能量密度较加工前要大十倍左右，这种生物质成型燃料BMF便于贮运，燃烧后排放的烟灰和SO2达标国家环保限定标准，是一种适合于工业锅炉使用的新型洁净能源高品位燃料。

2、生物质燃料的成分构成生物质燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要含有碳(C)、氢(H)、氧(O)及少量的氮(N)、硫(S)等元素，并含有灰分和水分。各种成分构成见下图：项目发热量固定碳挥发份碳氧指标 17.25MJ/Kg 16.66% 73.12 % 47.90% 37.9% 项目氢硫氮灰分水分指标 5.27% 0.06% 0.24% 1.8% 7.44% 碳：属于低碳燃料，含碳量少(约为45-50%)，尤其固定碳的含量低(约为16%)，因此燃烧时碳排放低。氢：含氢量多(约为5-8%)，挥发分高(约为73%)，因此燃烧特性好。氧：含氧量高(约35-40%)。生物质燃料含氧量明显地多于矿物质煤，它使得生物质燃料易于引燃。硫：含硫量少于0.08%，环保特性好，燃烧时不必设置烟气脱硫装置。氮：含氮量少于0.3%。环保特性好，燃烧时不必设置烟气脱硝装置。灰分：采用高品质的木质类生物质为主作为原料，含灰分极低，只有 1.5-3%。密度：1～1.2，热值4,000～4,200Kcal/Kg，约

2-2.5kgBMF替代1Kg燃料油或1立方天然气。

3、生物质燃料的优点生物质燃料除具有生物质燃料的一般特点外,还具有以下优点：作为高品质的均质燃料，颗粒在输送、储存、传动和燃烧方面都可以自动控制，其方便程度可以与轻质燃油相媲美;固体颗粒，密度大，体积小，闪点高，贮存安全方便，清洁干净。燃料挥发分高，燃烧特性好，燃尽率高;含硫量极低，仅为燃料油的1/20左右，不用采取任何脱硫措施即可达到环保要求; 含氮量极低，燃烧时不用采取任何脱硝措施即可达到环保要求;含灰分低，常规除尘装置即可满足环保要求。“0”能耗：BMF燃料来自于农林废弃物，使用不计能耗，因此单位GDP能耗为0。“0”排放：生物质燃烧排放的CO2与其在生长过程中吸收的CO2相同，且替代了化石能源，减少了净排放，根据《京都议定书》机制，生物质燃料CO2为生态“0”排放。

第三部分生物质锅炉系统介绍

BMF燃料成分主要是纤维素、半纤维素、木质素。先用点火装置将燃料引燃，当达到一定温度时，纤维素和半纤维素首先释放出挥发分物质，木质素最后转变为碳。挥发分物质(占75%左右)以气态形式燃烧，然后将碳点燃。生物质燃料的热解和燃烧过程可以分为以下几个阶段：

引燃：BMF锅炉配备专用的燃烧器，通过燃烧器预热引燃，使燃料中的水分(约占7-10%)受热蒸发汽化，从燃料中逸出，点火燃烧。

挥发分的析出与燃烧：燃料受热后，低分子量的物质首先分解气化导致挥发分析出，到达着火温度后即生成气相火焰。挥发分占75%左右，是BMF燃料最主要的燃烧成分。

过度阶段：此时纤维素的热分解速度下降，而挥发分物质仍能保持燃烧火焰。

焦炭的表面燃烧：燃料中的木质素已全部碳化，表面生成光辉炙热的火焰。

生物质燃料的燃烧应用系统

给料系统

给料系统由燃料提升机、料仓、刮板给料机、炉前给料系统(包括星型给料器)等部件组成。在工厂中加工成型的燃料通过提升机转存到料仓中，然后再通