[发明专利]用于循环流化床锅炉的抗结渣生物质复合燃料

说明书

本发明公开了一种用于循环流化床锅炉的高效抗结渣生物质复合燃料，包括木边角料、竹边角料、秸秆、树皮、薪柴、稻壳、花生壳、碎树枝中的至少两种。为改善结渣现象，在该复合燃料中添加了锅炉灰渣，锅炉灰渣的质量分数为1％～4％。该生物质复合燃料能够防止生物质锅炉水冷壁等受热装置结渣，使其燃烧产生的热量均匀分布在炉膛内，提高了生物质燃料的燃烧效率，使生物质能的利用率更高，锅炉的热效率更高，并提高了循环流化床锅炉的寿命。

技术领域

本发明涉及一种生物质燃料，特别是指一种用于循环流化床锅炉的高效抗结渣生物质复合燃料。

背景技术

自从进入21世纪以来，能源与环境成为世界各国共同关注的热点，越来越多的国家将发展生物质能作为替代化石能源、保障能源安全的重要战略措施，积极推进生物质能开发利用，生物质能在许多国家能源供应中的作用正在不断增强。

由于植物在生长的过程中吸收Ca、Mg、K、Na、Si、S、P等元素，在收获之后，这些元素残留在植物体内，另外在生物质的收割、加工和运输的过程中会不可避免的掺入部分砂石、土壤等，从而增加了生物质燃料的灰分含量。生物质灰中所含有的大量的无机矿物质元素会对生物质燃烧过程造成严重影响，在燃烧的过程中，生成低熔点的共晶体，当炉膛内的温度高于其熔融温度(约1000℃)后，就会熔融，粘附在水冷壁等处，阻碍水冷壁等受热装置吸收燃料燃烧产生的热量，热量及可燃飞灰随着烟气排出，造成热量的损失。生物质锅炉结渣阻碍热量交换是导致生物质锅炉效率降低的主要原因。

根据目前有关生物质能技术利用水平，生物质发电技术是一种可以大规模、高效利用生物质的技术手段，该技术将生物质燃料输送到锅炉燃烧，再通过汽轮机和发电机将热能转化为电能，实现了将生物质能转化为清洁的电能。循环流化床锅炉技术是在生物质发电技术中应用广泛，效率较高的一种生物质直燃发电技术，它具有效率高，机械、化学损失少和环保的特点。通过对循环流化床锅炉的长期燃烧研究，按照能量守恒定律，一定重量的高热值燃料理论上比同等重量的低热值热量转变为更多的电能，但是，在生物质直燃发电的工艺中，高热值的生物质不一定能够转变成更多的电量，使用不恰当时，还有可能损坏锅炉，发电量的多少与燃料的含水率、粒径分布、密度有密切的关系，从而影响到燃烧化学反应的强度与炉内温度场分布的均匀性，说到底是燃料所具备的热质的有效利用。生物质发电用锅炉，一般其炉膛高度达15米以上，用于吸收生物质燃烧产生的热量的水冷壁等受热装置布置在四周及炉膛出口，乃至锅炉烟气流程的尾部，生物质燃料在炉膛内靠流化风均匀的分布在炉膛内，锅炉燃烧时，其炉膛内部的热量分布与所燃烧燃料的物理及化学特性有关系，当热量在炉膛内分布不均匀时，引起锅炉效率的降低；甚至造成锅炉局部过热的损伤，锅炉爆管就是常见的故障之一。

目前，有利用在生物质内掺加化石燃料或抗结渣剂的方法来提高燃料的燃烧效率、降低结渣，从而提高锅炉的效率。但是化石燃料中硫含量远高于生物质燃料，掺加化石燃料就带来了环境污染，且化石燃料不可再生；而添加抗结渣剂，则提高了燃料的整体成本，不利于生物质燃料的推广应用。

以下列举了两种燃烧效率较高、具有抗结渣效果的生物质燃料。

中国专利申请“生物质成型燃料”，申请号：201510092860.7，公开了一种生物质燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后经过粉碎、混合、烘干与挤压制粒成型，所述生物质原料颗粒的重量百分数为90％～95％，所述燃料添加剂的重量百分数为5％～10％；所述生物质原料颗粒由木屑、竹屑、秸秆与稻草组成，所述燃料添加剂由生石灰、助燃剂以及高粘土组成，所述助燃剂的成分为镁菱土、硝酸镁、氧化镁或氧化铁。

中国专利申请“生物质燃料”，申请号：201210234656.0，公开了一种生物质燃料，所述的生物质燃料当中含有脱钾剂和脱氯剂，按照重量百分比包含以下成分，秸秆50％～75％，C4-C9高碳醇 15％～30％，溶剂油1％～4％，淀粉10％～20％，脱钾剂2％～4％，脱氯剂2％～4％。