生物质成型燃料的技术与特点

一、生物质成型燃料BMF

1、生物质成型燃料BMF

图：生物质成型燃料BMF

生物质成型燃料BMF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。BMF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。

BMF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、生物质成型燃料BMF的特性

1)     生物质成型燃料BMF的成分构成

BMF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：

• 碳：BMF燃料含碳量少（约为40-50%），尤其固定碳的含量低，易于燃烧。
• 氢：BMF燃料含氢量多（约为5-10%），挥发分高（约为75%）。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解而析出挥发物。
• 氧：BMF燃料含氧量高（约35-50%）。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：BMF燃料中含硫量少于0.05%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了成本，又有利于环境的保护。
• 氮：BMF燃料中含氮量少于0.16%。
• 灰分：BMF颗粒燃料采用高品质的木质类生物质作为原料，含灰分极低，只有1.5%左右。

2)     生物质成型燃料BMF的热值

生物质成型燃料BMF的密度为1.2，热值4,200Kcal/Kg，约2.5吨BMF替代1吨燃料油。

3、生物质成型燃料BMF的优点

生物质成型燃料BMF除具有生物质燃料的一般特点外,还具有以下优点：

1)     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；

2)     密封塑料袋包装，装运方便，清洁干净；

3)     采用密封塑料袋包装，装运方便，避免象燃煤等其它散体物料的散落和扬尘污染；

4)     固体颗粒，密度大，体积小，贮存方便；

5)     BMF成型技术把疏松、密度小、单位体积热值低的秸秆、木屑等生物质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，更便于贮存和使用；

6)     燃料挥发分高，易于点燃和燃烧；

7)     BMF氢、氧含量高，挥发分可达70%以上，有利于快速点燃和燃烧；

8)     含硫量低，排放环保；

9)     BMF燃料中含硫量少于0.05%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了成本，又有利于环境的保护；

10)含灰分低，锅炉效率高。

二、生物质成型燃料BMF的燃烧原理与系统

1、生物质成型燃料BMF的燃烧原理

BMF燃料中可燃部分主要是纤维素、半纤维素、木质素。BMF燃烧时，纤维素和半纤维素首先释放出挥发分物质，木质素*后转变为碳。

生物质成型燃料的热解和燃烧过程可以分为以下几个阶段：

• 脱水：燃料中的水分受热蒸发汽化，从燃料中逸出。
• 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，到达着火温度后即生成气相火焰。
• 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。

2、生物质成型燃料BMF的燃烧应用系统

1)     给料系统

给料系统由料仓、振动给料器、螺旋给料机、螺旋给料管等部件组成。

在工厂中加工成型的BMF燃料通过皮带运输机转存到料仓中，然后再通过螺旋给料机把料仓中的BMF燃料供给燃烧器进行燃烧。为保证连续下料及物料输送的稳定性，在料仓和螺旋给料机之间连接一台振动给料器。

2)     燃烧系统

燃烧系统由燃烧器、风机、点火器等部件组成。

生物质燃料在燃烧器中首先有一个预热过程，然后通过风机把燃料输送到炉膛进行燃烧。BMF燃料含有很高的挥发份，当炉膛内温度达到其挥发分的析出温度时，在给风的条件下启动点火器燃料就能够迅速着火燃烧。燃烧器温度控制是以炉膛内部温度为准，其温度与燃料气化时空气供给的量有关。锅炉负荷的调整通过给料量的调整来进行控制。燃烧后的烟气通过炉膛进入对流烟道进行换热，然后进入除尘器进行净化处理，*后排出完成整个燃烧和传热过程。

3)     吹灰系统

锅炉配有全自动吹灰装置，可以定时对炉膛和烟管进行吹扫，保证烟管表面不出现积灰，从而实现锅炉的安全高效运行。

4)     烟风系统

送风系统：锅炉送风系统与燃烧器一体化布置，空气经鼓风机通过燃烧器送至炉膛，来达到输送燃料及助燃的作用。

引风除尘系统：在引风机作用下，燃烧完成后产生的高温烟气经过在烟管中的对流换热进入除尘器净化，*后经引风机由烟囱排出。

5)     自控系统

控制系统采用高亮度、全中文显示，以西门子PLC控制系统为中央控制单元；以人机对话方式与锅炉用户交换信息，实现BMF锅炉全自动操作运行。

三、生物质成型燃料BMF锅炉

1、BMF生物质锅炉系统图

图：BMF锅炉系统示意图