煤粉炉掺烧生物质发电技术研究进展

• 作者: 周义 张守玉 郎森 刘思梦 杨济凡 马达夫 胡南 吴玉新
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 化学
• 关键词: 煤粉炉 生物质 掺烧 燃煤污染物 低碳 燃煤发电
• 年，卷（期）: 2023,（6）
• 所属期刊栏目: “ ‘燃煤＋’耦合低碳发电及综合利用技术”专刊
• 页码范围: 26-34
• 页数: 8页
• 分类号: TQ53,TK114
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.cc22012502

摘要

面对碳达峰、碳中和的减排压力，生物质由于其来源广泛、储量丰富、排放清洁低碳等优点而备受关注。生物质种类繁多，包括农业秸秆、林业废弃物、禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂，燃煤电站掺烧生物质可有效降低CO_2排放量，增强锅炉侧燃料灵活性。介绍了生物质燃料特点，概述了其与煤混燃的燃烧特性、结渣特性以及污染物排放特性。对煤粉锅炉掺烧生物质的技术路线及其改造成本进行总结与比较，最后讨论了煤粉炉掺烧生物质的技术壁垒及解决方案。农林类生物质挥发分较高，反应活性较好，掺烧该生物质可改善燃料燃烧性能，增加炉内燃烧稳定性。但该类生物质中碱金属含量高，掺烧时易结渣，灰熔融温度及燃料中碱金属含量是预测锅炉结渣的重要指标。农林类生物质硫含量、氮含量、灰分及重金属含量均较低，掺烧可减少SO_x、NO_x、烟尘及重金属等污染物排放。污泥类生物质水分高、重金属含量高、热值低，燃烧特性不如煤，掺烧污泥易对锅炉燃烧及污染物排放产生不利影响，但质量比10%以下的污泥直接掺烧对机组影响不大。禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂气化后的生物质气用于煤粉炉掺烧可起到稳燃作用，减少锅炉SO_x、NO_x、烟尘及重金属等污染物排放。生物质与煤耦合发电技术中直接耦合方案较适合农林类生物质掺烧，间接耦合适用于禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂的掺烧，而污泥宜干化后掺烧。生物质经压缩成型后的成型燃料抗压强度及能量密度有较大提升，该技术可一定程度解决生物质储藏及运输等供应链问题；燃料预处理及抗结渣添加剂可降低燃料碱金属含量，提高灰熔融温度，降低锅炉结渣风险；烘焙处理可提高生物质可磨性，增加生物质掺烧比例，提高锅炉制粉系统对掺烧生物质的适应性；对锅炉燃烧器进行改造，合理配风可提高燃烧系统对掺烧生物质的适应性。农林类生物质原料的收购成本高于煤，且生物质发电量无法精确计量暂不能获得财政支持，经济性较差。掺烧生物质的经济性是现阶段阻碍生物质大规模掺烧的主要原因，较低成本的生物质来源及生物质发电量的计量难题亟待解决。