关于生物质燃气燃烧器技术应用的研究

关于生物质燃气燃烧器技术应用的研究

时浩

襄阳中和机电技术有限公司 湖北省襄阳市 441000

摘要：近些年来随着化石能源的消耗过度以及空气污染的日益加剧，我国逐渐加大对于清洁高效，绿色环保的能源的开发。新型可再生能源的普及利用有利于推动我国碳中和碳达成的政策早日实现，其中生物质燃气是一种绿色环保的可再生能源，现阶段我国应用比较普及的生物质燃烧气为稻壳炉。传传统的一些生物质经过特殊的化工处理之后，可以生成一些具有可燃性的气体，将这些可燃性气体燃烧出可以获得较高热之下产生较少的污染物，本文主要结合本人工作经验，对生物质燃气燃烧技术的进行简单的探讨，

关键词：生物质；燃烧器；研究应用

一、生物质能燃烧的介绍

生物质能在人类社会能源过程中占据着非常重要的一部分，根据相关资料显示全全球总能耗的14%为生物质能，从环境保护的角度来看，开发生物质能可以有效地弱化温室效应，避免酸雨酸雾的形成，从技术上来讲，生物质能就是将植物秸秆，树木秸秆等废弃物为原料，在缺氧、高温、反应气体、催化剂的作用之下生成具有可燃性的氢气、一氧化碳等可燃性气体。其生物智能气体转化的本质就是一个燃烧和还原的能量转换过程。不过在生物质气体生成的过程中，可能会产生一些焦煤油，堵塞灶具或管道，严重的甚至导致管道出现腐蚀，从而影响到燃烧器的正常使用寿命。

相对比而言，国外对于生物智能的开发起步时间相对较早，尤其是在欧美的一些农场的产能体系中，应用比较普及，在这些地方生物质，能的资源比较集中，所以便于生物质燃气的生产，经过转化之后的生物质燃气可以广泛运用到商业和工业生产之中。上世纪80年代，美国的一家公司开始展开了对于生物质燃气的能源开发，经过多年的发展，现在国外关于燃烧器的生产尺寸及排放标准都有着明确的要求。

二、生物质燃气燃烧器的相关技术

1、生物质燃烧器技术介绍

生物质能本身就是植物通过光合功用，将太阳能转化为化学能储存为植物体的一种形式，因此生物质能是一种可再生的材料，自然界内的植物量比较繁盛，储存资料丰厚，通过合理规划之后可以实现再利用。而且生物质能在燃烧过程中的碳排放量与其发生光合作用时所需求的碳量是守恒状态的，因此基本上不会对空气造成太大的污染。而且生物质能气体燃烧过程中所形成的硫化物、硝基化合物基本为0。其中国外一些先进水平的燃烧器的燃烧效率最高可以达到99.96%，烟尘排放量为24mg/ m3，一氧化碳排放量和烟气黑度更是可以忽略不计。我国是上世纪80年代开始的对燃气燃烧器的开发，主要是在前苏联的相关技术基础上进行进一步研发的。目前我国工业所用的燃烧器大部分都是进口的欧美国家的设备体系居多。

2、燃烧剂的分类及特点

现阶段市场上所流行的燃烧剂根据其分类标准和类型可以分为多种形式，主要由扩散式、大气式和完全预混式三种类型。其中扩散式又可以细分为鼓风式和引风式两种，该类型在工业生产食品加工锅炉房大型企业生产企业应用比较广泛。而大气势则是适用于一些对热值要求不高的一些场所，比如家庭厨房公共加热系统，中小型锅灶等设备体系上。完全预混式主要是在一些工业特定的加热需求中使用，使用度并不是很高。目前我国家用的燃气灶属于大气式燃烧器的一种，其不同的燃烧器的特性如图一所示。

图1不同类型燃烧器的特点介绍

三、生物质燃气的特性及净化工艺介绍

生物质燃气一般是在流化床或固定床上形成的可燃空气，整体的热值较低，各种可燃气体的含量固定通常来说各成分的含量，如图2所示。

图2各种燃气成分的含量表

在生成生物质燃气的时候，不仅会有可燃气体成分，同时还可能会产生灰分、水蒸气和焦油，这些物质一方面会导致管道出现堵塞，另外一方面也不利于燃烧。所以对于热解之后的生物质燃气需要进行二次净化。对于灰粉可以通过静止的方式使其降落，对于水分和其他的一些杂质可以通过高速风机推动生物质燃气经过导流板叶片，经过导流板之后将水份清除。

总体的来说水分和灰分的清除相对于焦油的处理相对简单，因为焦油的附着性比较强，而且这些焦油物质对环境以及人类的健康都会造成一定影响，但同时焦油也是一种重要的化学领域的生产原料。一般来说家用的生物质燃烧器里面对于焦油缺乏有效的过滤系统，大型的企业化运作过程中，处理焦油的方法主要有水洗法，过滤法，电捕法，裂解法等，不管哪一种方法其成本的比较高，而且效果也并不是很理想，生物质气化的生产流程。

图3、生物质气化的生产流程

四、家用生物质燃气灶具

现阶段我国家用的生物质燃气灶具为大气时的燃烧器，所生成的燃气成分会直接影响到气体的燃烧特征，比如会对其热负荷、燃烧的稳定性、火焰结构层等造成影响。为了保障燃气灶具的稳定性，可用性。因此应确保当煤气成分发生一定范围改变内并不影响到其燃烧特性。若使用中燃气的燃烧过程中若燃气成分变化较大，影响到正常的燃烧结构，则需要对燃具结构进行调整。同时在燃具设计的时候还要考虑到具体值得热值，确保能满足日常生活烧水做饭的需求。同时还要保证设备结构的安全性，避免发生火灾或爆炸。

尤其对于家用生物质燃具来说，由于净化不彻底、生成焦油灰分较大，含水量较高等问题仍是限制生物质燃具一步发展的一个关键因素。导致在家用实践中的使用起来并不是很便捷，而且有时候焦油还会堵塞管道影响正常的使用。而且生成的生物质，燃气中含有较多的氮元素，导致在燃烧过程中会形成一定的硝酸气体。

结束语：

现阶段我国关于环境治理的力度也不断的加大，传统的化石能源也确实无法满足快速发展的社会需求。但与此同时我国广阔的土地上也产生了大量丰富的秸秆能源，在传统模式下都是直接让秸秆烂在地里导致了能源的直接浪费，要是全部回收到企业化中进行统一的开发，会导致整体的开发成本偏高，不符合其最基本的经济性原则，因此加大对于小型生物质燃气站的建设。根据社会发展的需要建立一些乡镇或地方上的生物质热解中转站，热解得到的可燃气体在供给为居民生活使用。

参考文献：

[1] 刘永艳. 大功率生物燃气制供气装置选型及燃烧装置设计理论[D]. 东北林业大学, 2007.

[2] 崔鹏飞. 富氢生物质气化气燃烧器结构设计及燃烧特性研究[D]. 重庆大学, 2013.

[3] 李七军. BGH型生物质燃气燃烧机设计及冷态实验研究[D]. 东北林业大学.

[4] 黄雄辉, 吴霖. 生物质燃气燃烧器:, CN201273567[P].

[5] 齐志荣, 王振雨. 生物质燃气燃烧器技术研究进展[J]. 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术:00095-00095.

[6] 王智, 田新民, 王韬,等. 生物质气高温燃烧器研究[J]. 中国资源综合利用, 2022, 40(3):3.