第三章生物质直接燃烧技术

连灶炕原图
连灶炕原理图
炕：热效率20-30%
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2. 生物质能利用—直接燃烧—发电
➢ 现代生物质直燃发电技术诞生于丹麦。该国BWE公司率先 研发秸秆等生物质直燃发电技术，并于1988年诞生了世界上 第一座秸秆发电厂。
➢ 该国秸秆发电技术现已走向世界，被联合国列为重点推广项 目。在发达国家，目前生物质燃烧发电占可再生能源（不含 水电）发电量的70%。
日本东京MINATO垃圾焚烧发电厂
丹麦能滑雪的垃圾焚烧发电厂
上海御桥生活垃圾焚烧发电厂
2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾发电平均上网电价为0.54元／千瓦时，发电成本 为0.5元／千瓦时。
火力发电成本仅为0.2元／千瓦时，水力发电的运营成 本仅为0.03元／千瓦时－0.05元／千瓦时。
%
% H
5~6%
二、 生物质燃料与燃烧
（一）生物质燃料特性
生物质燃料和煤炭在结构特性上的主要差别如下：
燃料种类 C/% O/% H/% S/% A/% V%
密度/t·m-3
生物质燃料 38~50 30~44 5~6 0.10~0.20 4~14 65~70 0.47~0.64（木材）
煤炭
55~90 3~20 3~5 0.40~0.60 5~25 7~38
2005年，我国首个秸秆与煤粉混烧发电项目在枣庄十里泉发电 厂竣工投产:引进了丹麦BWE公司的技术设备，对1台14万千瓦 机组的锅炉燃烧器进行了秸秆混烧技术改造。
十里泉电厂
生物质与煤混合燃烧效果最佳
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2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
生活垃圾焚烧后，质量只有 焚烧前的10%，体积最多只 有1/4。
电项目87个，总装机容量达220万千瓦，分布在山东、吉林、江
苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等地。
➢ 以国能生物、凯迪电力、中国节能、韶能股份等为主的国内企业
正加速兴建新的生物质发电项目，仅国能一家，截止2011 年1
月，已有40 个生物质电厂得到审批，25 个并网发电。
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2. 生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
相比之下，垃圾发电成本是相当高的，没有任何竞争 优势。
生物质燃料是通过燃烧将化学能转化为热能的物质，由燃料 获取的热能在技术上是可以被利用的，在经济上是合理的。
植物生物质元素 组成
CHONS PK
木材
秸秆
CHON
CHONS
N 秸秆元素含量 S
0.6~1.1
0.1~0.2
%
C%
O
40~46
43~50
➢ 2003 年国家核准河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示
范项目;
➢ 2006年前，我国生物质发电总装机容量约为200万千瓦，其中：
蔗渣发电约占170万千瓦以上;垃圾发电约占20万千瓦;其余为稻
壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等;
➢ 不完全统计，截至2007年底，国家和省发改委已核准生物质发
第四章 生物质（直接）燃烧技术
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主要内容
生物质直接燃烧概述 生物质燃料的化学反应平衡
生物质燃烧反应动力学 存在的问题和解决方法
一、生物质直接燃烧
生物质直接燃烧技术是生物质能源转化中相当古老的技术，人类 对能源的最初利用就是木柴燃火开始的。
我国古代人民在燧人氏和伏羲氏时代， 就已经知道使用“钻木 取火” 的方法来获取能源了。
《韩非子˙五蠹》曰：“燧人氏，钻木取火，以化腥臊” 《河图挺佐辅》曰：“伏羲禅于伯牛，错木取火” 《庄子˙外物》曰：“木与木相摩则然（燃）”
从能量转换观点来看，生物质直燃是通过燃烧将化学能转化为热
能加以利用，是最普通生物质能转换技术。
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生物质直接燃烧在生活中 的应用
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2. 生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
每两吨秸秆的热值相当于一吨煤，平均含硫量只有3.8‰，远远 低于煤1％的平均含硫量。
1：1.4
秸秆
能源草
丹麦：已建立了130多家秸秆生物发电厂。秸秆发电等可再生能
源占到全国能源消费量的24％以上。
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2. 生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
0.80~1.0
二、 生物质燃料与燃烧
典型生物质燃料和典型的烟煤、无烟煤的元素组成与工业分析成分组成有 很大区别：
燃料种
工业分析成分/%
类 水分 灰分 挥发分 固定碳 H
元素组成/% CSN
低位热值 K2O /kJ·kg-1
豆秆 5.10 3.13 74.65 17.12 5.81 44.79 0.11 5.85 16.33 16160
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1. 生物质能利用——直接燃烧
我国农村生活用 能结构虽然发生 了一定的变化， 但薪柴、秸秆等 生物质仍占消费 总 能 量 的 50% 以 上，是农村生活 中的主要能源。
loss 热效率低于20%
loss
1. 生物质能利用——直接燃烧
炕（连灶炕）是我国北方农村居民取暖的主要设施，热量一般来源于 炊事用的柴灶，炕与灶相连，故称连灶炕。也有专为取暖供热的炕， 如西北的煨炕、东北的地炕都是在炕内设一烧火的坑。
浦东御桥工业区：国内第 一座日处理千吨以上的大 型现代化生活垃圾发电厂 ，每天可处理120－150万 城市居民产生的生活垃圾 （约1000吨）。 我国目前规模最大的垃圾焚烧厂——上海江桥生活垃圾焚烧厂， 每天处理垃圾2000吨。
2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
目前全球有垃圾电站近1000座，预计未来三年内，将超过3000座。
2. 生物质能利用—直接燃烧—发电
目前，我国生物质燃烧发电也具一定规模，主要集中在南方地 区，许多糖厂利用甘蔗渣发电。例如，广东和广西两省共有小 型发电机组300余台，总装机容量800MW，云南省也有一些甘 蔗渣电厂。
2. 生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
热效率可达90%；生物质能净转化效率～40％
西方发达国家大都建有垃圾 发电厂，美国在20世纪80年 代兴建了90座垃圾焚烧厂， 90年代又建了近400座发电 厂，垃圾焚烧率达40％；日 本垃圾电站有131座。
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2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2. 生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
截至2006年，我国已经建成有100多个日处理量在200吨以上的焚 烧装置。