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劉勇，門雪燕，趙春紅
(安陽市環境科學研究所，河南安陽455000)
摘 要：燃煤工業鍋爐能效低、污染大。生物質能源作為可再生能源，具有來源廣、污染物排放低的特點。結合油脂行業鍋爐技改項目環境影響評價實例，論述其作為化石燃料的替代能源，不僅企業有良好的經濟效益，且環境效益顯著。
我國目前燃煤工業鍋爐約有50萬臺，而其中以層燃工業鍋爐 (主要是鏈條鍋爐，占總量60％以上)量大面廣，耗煤量約占全國耗煤量的1/3，是我國僅次于燃煤發電的第：二大煤煙型污染源。能效水平低下、污染物排放嚴重、自動化水平低等是燃煤工業鍋爐存在的突出問題，節能潛力巨大。生物質燃料作為化石燃料的替代能源，具有來源廣、污染物排放低的特點，是一種理想的可再生能源。本文著重闡述油脂行業通過鍋爐的技術改造.利用生產廢料一花生殼作為燃料的可行性分析論證。
1生物質燃料特點及燃料可替代性分析
鍋爐燃燒生物質燃料具有以下優點：
1)可再生性。生物質能是以生物為載體的能源，即植物通過光合作用把太陽能轉化為化學能在生物質內存儲的一種能源形式，是惟一可再生的能源。隨著常規礦物資源的日益枯竭和環境的逐漸惡化.生物質能源的開發和利用越發引起人們的重視。
2)低污染性。生物質燃料含硫率低，燃燒時可大大減少SO2排放量；且由于生物質在生長時需要的CO2量相當于它在燃燒時排放的CO2量，因此大氣中的CO2凈排放量近似為零，有效避免了溫室氣體的排放。
3)廣泛的分布性。目前實際可以作為能源利用的生物質主要包括農作物秸稈、谷殼、薪柴、畜禽糞便、生活垃圾等，分布廣泛，開發利用潛力大。就本文論述的燃料花生殼而言。即可節約資源，又使生產廢料一花生殼得以循環使用，具有較好的經濟效益和環境效益。
某油脂廠具備10萬噸/年花生油、12萬噸/年花生粕的生產能力，生產用熱由兩臺型號為DZL15—1.25一AⅡ、DZL4—1.25一AⅡ的蒸汽鍋爐和一臺型號為YLW7.0—1.0/300/280一AⅡ.Ⅲ的有機熱載體爐供應。根據企業生產實際最大需熱量1.6×107kcal/h計算，三臺鍋爐年耗煤量約為16457t(折標煤)。
企業生產日需帶殼花生約1300噸左右，按花生果出米率65％計，每天產生的花生殼約為455噸。生產需熱量為3.84x108kcal/d，花生殼低位熱值取4010kcal/kg，鍋爐熱效率按80％計，則每天需燃用花生殼約120噸。企業生產日產花生殼約455噸，完全可以滿足鍋爐使用。
2鍋爐改造方案
2.1生物質燃料的燃燒特性
由于生物質燃料特性與化石燃料不同。從而導致了生物質燃料在燃燒過程中的燃燒機理、反應速度以及燃燒產物的成分與化石燃料相比也都存在較大差別，表現出不同于化石燃料的燃燒特性。
1)生物質水分含量較多，燃燒需要較高的干燥溫度和較長的干： 噪時間.產生的煙氣體積較大，排煙熱損失較高。
2)生物質燃料的密度小，結構比較松散，迎風面積大，容易被吹起，懸浮燃燒的比例較大。
3)由于生物質發熱量低，爐內溫度場偏低，組織穩定的燃燒比較困難。
4)由于生物質揮發分含量高，燃料著火溫度較低，一般在250℃～350℃溫度下揮發分就大量析出并開始劇烈燃燒.此時若空氣供應量不足，將會增大燃料的化學不完全燃燒損失。
5)揮發分析出燃燼后，受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響，焦炭顆粒燃燒速度緩慢、燃燼困難。
2.2鍋爐的技術改造
針對生物質燃料的燃燒特性，主要對鍋爐的部分構件進行改造，使其滿足生物質燃料在爐排上完全燃燒的條件
1)進料口改造：運用爐排的自身動力，增加兩套介輪，強制進料。
2)爐拱改造：改變原有燃燒點，保持合理的火焰前沿位置；爐拱后移，使得燃料在爐排上和爐膛中有足夠的停留時間充分燃燒。
3)爐排改造：調整爐排的振動頻率和振動周期；調整爐排各區一次風的風量以及相互間匹配；調整二次風和火上風；建立合適的爐膛負壓，組織好合理的爐內燃燒空氣動力場。
4)調整燃燒方法：在負荷穩定時，維持一定的料層厚度，避免出現太低的緩沖料箱的料位。
3鍋爐節能技術改造項目可行性分析
1)技術可行性分析。企業采用實用新型專利技術對燃煤鍋爐進行改造，通過對進料口、爐拱、爐排等部位的調整.滿足生物質燃料在爐膛內的燃燒條件。隨著對生物質燃料的日益重視，該項技術日漸成熟，改造后的鍋爐可達到相同的工作出力，以滿足生產的需要，技術可行。
2)經濟可行性分析 長期的實踐說明，榨油廠將生產過程中產生的花生殼作為堆肥、制作飼料的用途的綜合利用效益并不高，而作為能源燃料利用比其它方式具有明顯的效益優勢。利用花生殼作為燃料，將工業垃圾廢料轉變為工廠生產所需的熱能，即可實現循環利用，變廢為寶，又可有效降低污染物的排放量。鍋爐改造完成后，年可節約標準煤16457t，同時消耗花生殼36000余噸，經濟效益可觀。
3)環境效益分析。鍋爐改造前燃料使用煤炭(QY：5600kcal/kg；Ad：16.42％；Vdaf：10.36％；S：0.6％)，消耗量約為20571t/a，麻石水膜除塵器除塵.除塵效率按90％、脫硫效率按10％計。據此計算，其污染物排放量為：煙塵50.4t/a；SO2177. 7t/a；CO228.0t/a。鍋爐改造后，燃料使用花生殼，消耗量約為36000da，其污染物排放量為：煙塵18.7t/a；SO251.84da，改造前后污染物排放對比見下表2示。
由上表可以看出.燃煤鍋爐改造為生物質鍋爐后，燃料采用生產廢料花生殼，其主要污染物排放量較改造前均有大幅度的削減，煙塵、SO2、CO削減率分別為62.9％、70.8％、100％，環境效益顯著。
4結語
生物質燃料作為化石燃料的替代能源，是唯一一種可再生的能源。本文論述的油脂廠通過技術改造.將燃煤工業鍋爐改造為生物質燃料鍋爐，既解決了生產廢料一花生殼的處置問題，同時大幅度削減了鍋爐大氣污染物的排放，經濟效益、環境效益顯著，為企業實現可持續發展奠定了良好的基礎。
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