生物质燃烧技术发展现状与未来趋势

由 蓝

(沈阳化工大学,能源与动力工程系，沈阳 110142)

0 引 言

作为生物质燃烧技术是一种大规模可高效利用生物质的一种重要技术。也是当前将生物质能转化率最高，其转化途径最简单和成熟的方式之一。文中将从生物质燃烧技术的特点出发，围绕生物质燃烧技术当前的现状以及未来发展进行探讨，期望下述的内容可以为相关的生物质研究工作者提供相关的理论参考。

1 生物质燃料的特点以及燃烧特性

1.1 生物质燃料的基本成分

生物质燃料作为一种新型环保燃料，其内在的组成成分为可燃物、无机物和水等分子构成。生物质在燃烧时主要依据内部的可燃物质进行充分地燃烧并释放热量。据研究分析，其可燃成分包含各种纤维素。在燃烧的过程中，纤维素通过化学反应最先放出的是挥发的物质，接着经过能量转化和释放最终形成炭。下图为几种常见的生物质组成成分。

图1 典型生物质组成成分

1.2 生物质燃烧特性

生物质的燃烧原理和煤相同。但生物质的燃烧利用率同比炭块物质相比更为高效。燃料在燃烧之前为吸热反应原理，到达着火点后变为气相燃烧火焰以及固相光辉火焰，并体现为放热原理。

2 生物质燃烧技术的现状

2.1 生物质成型燃料燃烧技术

生物质成型燃料在运输的过程中由于体积小、密度大的特点更容易储运。燃料本身较为致密没有碎屑，燃烧利用的时间较长，并且持久稳定。燃烧过程中不容易出现燃烧不充分、燃烧物中含有较多杂质等情况的发生并且燃烧尽后里面含有的污染物很少不会对环境有所影响，因此称之为清洁能源。目前由于生物质成型燃料所使用的设备尚达到国家标准，并且使用过程中的成本较高，因此生产规模较小。部分地区仅作为取暖用途，还未得到广泛的应用。由于生物质燃烧特性与其他燃料相比存在特殊性，在燃烧的过程中对炉内温度以及空气流动具有较高要求，因此应加强对生物质成型燃料的分析和探究以形成一套完整的且燃烧过程较为理想的燃烧技术方案。

根据调查得知，目前国外一些国家，对于生物质成型燃料的燃烧设备已经达到较为理想的状态，在日常生产、供暖和发电等方面的使用较为普遍。这些国家对于生物质成型燃料燃烧的设备具有专业性较强、燃烧充分利用率高等优势。但我国目前的技术与国外相比并不算成熟。国外使用的燃烧材料一般为林业作物，而我国为了保护环境不以木材作为燃料的原料，更为常见的是将农作物如秸秆等作为燃烧原料。因此能直接引入国外的技术直接使用。因此我国应加大力度对生物质成型燃料技术的开发与利用。

2.2 生物质燃烧发电技术

生物质直燃技术的优点是使用成本低。较多国家利用此优点大力开发和利用此技术。我国目前的生物质直燃发电技术通过750 000 t的家禽类粪便可发出足够多的电能供给100 000个家庭所使用的。由此可见直燃发电带给百姓的便利。并且燃烧后的家禽类粪便重量减轻至原来的90%，因此方便运输，这些粪便燃烧后可作为一种肥料进行销售。目前在英国以及中东等地区较为火热。

由于生物质中含水量较多，在燃烧的过程中热量转化不充分导致燃烧利用率低且大量原料被浪费。因此我国加大对大型电厂设备的利用，将矿物质能源煤和生物质原料相结合，进行燃烧发电。而二者混合可以有效防止生物质能原料在供应时出现较大的波动。当原料一旦发生供给问题时，使用生物质电厂设备只需经过技术人员小小的改动便可以实现热效率的显著提高。

2.3 生物质与煤混合燃烧的技术

将生物质与废弃的木材以及农作物和煤进行混合燃烧，可以使废弃物进行高效利用与此同时有效节约矿物质能源。此种燃烧技术是目前成本较低、风险较小的方式。此种方式不仅可以有效地减少煤炭这种不可再生能源的短缺问题，而且可以减少煤炭带来的传统污染(NO2 、SO2)等物质的排放以及温室气体(CO2、CH4)带来的臭氧层破坏等。有效降低了单独燃烧生物质能源带来的诸多缺点，通过与煤混合燃烧一方面可以有效的保护环境另一方面可以促使生物质原料市场的形成。市场形成后大量使用生物质原料，可以带动部分地区经济的发展。

由于目前我国对生物质与煤混合燃烧的技术理念和应用的配套设施尚不成熟。因此得不到国家相应政策的大力扶持。其原因是因为国家目前对常规火电项目的技术较为成熟，运用起来更加有效且管理较为简单、计量比较方便，所以并未在技术与设备等层面我国生物质与煤混合燃烧技术加以重视。因此我国应结合相关资料，基于生物质与煤混合燃烧的诸多优势加大投资力度在生物质与煤燃烧技术上，以提高我国生物质能源的利用率。

3 生物质燃烧技术未来的趋势

近些年来，我国对于生物质燃料的技术的研发和使用上面有了质的飞跃。能通过相关技术手段以及设备的研发以及使用加强对能源的利用率。但和发达国家的技术与应用的层面仍有较大差距。因此我国应加大力度对生物质燃烧技术方面的力度。建议政府相关部门制定优惠政策，请宣传部门加大力度对生物质燃烧技术优势的宣传活动。并请相关技术部门投入资金聘请专业研发生物质燃烧技术的人员高效利用我国现有的农作物能源以及煤炭等生物质作为燃烧的原料研究制定高效的燃烧技术方案和设备。

由于我国目前对生物质发电利用潜力较大，生物质发电产业也在不断地扩大，在这期间就会存在较多的不确定因素，因此为保证生物质燃烧技术在电力系统中的有效利用，应加大对电力企业的投资，保证生物质燃烧技术的充分利用。首先由于生物质可利用原料较多以及发电方式多种多样，每种发电方式所配备的原料不尽相同，因此在投资上，应充分考虑产业结构，综合比较每个环节的优缺点，对发展潜力大且环境污染小的项目加大投资。并且在投资过程中有效利用国家补贴和配比电价等优惠政策，优化投资结构。建立健全生物质燃料收集、处理和配送一系列体系，鼓励大型设备厂尽量采用生物质发电系统并制定发电规划，对项目的布局进行优化的同时加强对人才的培养以及生物质发电能力的建设，这将对我国社会经济以及环境协调发展起到不可估量的作用。在加大对生物质发电系统建设的同时应加强对我国生物质能源的管理，结合国内的基本国情和现状大力促使设备的国产化和对科技的研发。

4 结束语

基于生物质燃烧的特性以及对原料的可再生性、环境的友好型发展，生物质燃烧技术对我国的可持续发展将起着不可估量的作用。