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秸秆成型燃料代煤炊事采暖技术

中国炉具网-炉具行业门户丨综合服务平台    2015-09-24     来源:炉具网     浏览:1461

       我国农作物秸秆资源非常丰富,每年秸秆量超过6亿吨,其中有3.5亿吨可以做为能源使用,而且是清洁的可再生资源,但是由于秸秆燃烧方法及利用途径单一、陈旧,秸秆能源燃烧效率低,部分地区甚至出现秸秆就地焚烧现象,造成资源浪费和环境污染,那么怎样科学的利用秸秆能源呢?今年就向大家推荐“秸秆成型燃料代煤炊事采暖技术”。

       近年来,我国北方地区连续出现了严重的雾霾天气,空气污染严重,直接威胁着人们的身体健康和生活品质,以煤炭为主的能源消耗结构,是我国空气污染不断恶化的主要原因,尤其在冬季,北方地区又需要采暖,无论是城市集中供热,还是广大农村每家每户单户取暖,几乎都是以燃煤锅炉和炉具为主体,这也是造成空气污染的主要原因之一。

       在全国上下寻找治理污染,特别是治理雾霾突破口的关键时期,如何减少农村燃煤排放,发展清洁替代能源,对大气污染防治具有重要的作用。

       秸秆成型燃料替代燃煤

       通过开展秸秆成型燃料替代燃煤、煤改地热、煤改太阳能、煤改电、煤改天然气等对改善环境污染具有重要意义,推广农村能源清洁开发利用,让农户的厨房、庭院变得干干净净,炊事方便快捷,冬季温暖舒适,生活品质明显提升。

       秸秆成型燃料代煤炊事采暖就是利用秸秆成型燃料代替原煤等常规的化石能源,广泛应用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等,秸秆成型燃料以农林剩余物为主要原料,经过粉碎、挤压成型的块状、棒状或颗粒状的固体成型燃料,是一种清洁低碳的可再生能源,同时对环境无污染,对于治理有机废弃物污染,减少农村燃煤排放、保护生态环境、促进人与自然和谐发展都具有重要意义。

       党中央、国务院十分重视污染治理工作,把秸秆综合利用做为重点内容之一,对接京津地区提出了到2015年底秸秆利用达到95%以上,基本实现全量利用的任务目标。通过实施农村秸秆成型燃料代煤炊事采暖技术,既有效的解决了农村剩余秸秆的问题,还替代了煤炭这一化石能源的消耗,对促进农村面貌改造提升和大气污染防治具有重要意义。

       把秸秆变废为宝科学利用起来,能使我们的环境、能源状况得以改善。秸秆成型燃料代煤炊事采暖技术包括秸秆成型燃料技术加工、清洁炉具的选型、水暖系统的安装和使用等环节。那么秸秆成型燃料是如何加工出来的呢?

       秸秆成型燃料加工

       秸秆成型燃料加工技术,就是先将秸秆粉碎后,再利用固化成型设备使秸秆原料中的木质素在一定温度和压力的作用下发生软化、粘合,通过模具挤压成棒状、块状、颗粒状等固体成型燃料。加工秸秆成型燃料要经过风干——粉碎——堆积回性——水分调节——压缩成型——冷却干燥——计量包装等几个环节。

       风干。由于刚刚收获的秸秆存在大量的水分,并不适合做粉碎处理。所以先将收获后的秸秆进行晾晒、自然风干。经过一段时间的晾晒,秸秆原料的含水率降低至40%以下后,就可以进行粉碎处理了。

       粉碎。在粉碎处理过程中,根据成型设备对原料的要求来决定粉碎的力度大小,一般情况下,挤压成型机械对40毫米以下的颗粒度都能稳定成型。

       堆积回性。 粉碎后的秸秆原料还要进行堆积回性,目的就是使原料干湿度更加均匀,保证压块成型的稳定,原料过湿或过干都会影响秸秆成型。

       水分调节。 粉碎后的原料在成型加工前可进行干燥或加湿处理,进行含水率调节,一般挤压成型设备在挤压成型过程中,要求原料含水率在15%-20%。

       压缩成型。 经过几道工序处理的秸秆原料就可以压缩成型了,成型过程中,机械高速运转,与物料相互摩擦产热和外部加热,当温度达到200-300摄氏度时,秸秆原料中的木质素就会发生软化、粘合等一系列反应,经模具挤压制成块状、棒状或颗粒状的成型燃料。

       冷却干燥。 由于刚挤压出的成型燃料温度较高,形态还不够稳定,容易破碎,所以普遍采用在传送带上自然冷却干燥的方法进行冷却干燥,具备条件的还可以安装冷却机,带走燃料中的热量和水分,以保证成型燃料的稳定。

       计量包装。 对冷却干燥后的成型燃料就可以进行计量包装了,方便入库储存和运输。

       秸秆成型燃料的优点和特性

       秸秆成型燃料与秸秆直接燃烧比较,燃烧效率得到明显的提升,同时相对于煤炭有着挥发性高、易引燃、灰分少的优点,主要体现在以下几个方面:

       1、密度大。压缩后的秸秆成型燃料燃料与散秸秆相比,体积缩小了6-8倍,密度可达到每立方米800-1400千克,解决的秸秆堆积密度小、能量密度低、不易储存和运输的缺点。

       2、热值高。秸秆成型燃料热值在每千克14630-16720千焦,约3500大卡,比原秸秆的热值提高500-1000大卡,能源密度相当与中质烟煤。

       3、燃烧充分。秸秆燃料中可燃气体的含量(也就是挥发分)通常在65%-70%,固定碳的含量在30%左右。所谓挥发分就是指在一定温度下部分有机物和矿物质发生分解并逸出的气体,如氢气、碳氢化合物、一氧化碳等可燃性气体,挥发分含量高,很容易点火,燃烧稳定。秸秆经过压缩成型后密度增大,燃烧时就抑制了挥发分向外析出的速度,从而延长了秸秆成型燃料的燃烧时间,燃料燃烧更加充分。

       4、污染物少。秸秆成型燃料在生产过程中不发生化学变化,成分与原生生物质秸秆相差不大,而燃烧时排放的烟尘数量有所减少,其中氮元素含量为0.5%-3%、硫元素含量仅为0.1%-0.5%,秸秆成型燃料燃烧时二氧化碳的排放量为0,是公认的环境友好型清洁燃料。

       炉具的选择

       秸秆成型燃料有这么多的优点,老百姓可以根据自己的实际情况选择购买秸秆成型燃料用做炊事取暖,但并不是所有的炉具都能使用秸秆成型燃料做为燃料。那么老百姓应该选购什么样的炉具呢?

       秸秆成型燃料属于高挥发分、低固定碳燃料,挥发分含量通常在65%-70%,固定碳含量在30%左右,而煤炭中挥发分含量在20%左右,固定碳含量在70%以上,挥发分的燃烧是以气体的形式燃烧的,挥发分含量高的秸秆成型燃料燃烧速度快、火焰高,这就要求炉具设置有足够的储料仓和燃烧室以及充足的二次供氧,才能保证其稳定、持续、充分的燃烧,所以燃烧秸秆成型燃料就要选择新型清洁燃烧炉具。

       普通燃煤炉具与新型清洁燃烧炉具的差别

       传统燃煤炉具都是正方向燃烧,也就是燃料在下,火焰在上,燃烧室与储料仓是一体式的,炉膛内的燃料同时参与燃烧,这种结构的炉具只适合固定碳含量高的煤炭。

       新型清洁燃烧炉具采用的是反烧结构,也就是能实现燃料在上,火焰在下,反方向燃烧的炉体结构,清洁燃烧炉具包括燃烧室、储料仓、吸热水套、一次进风口、二次进风口、烟道、进出水接口,泄压阀、清灰口等主要结构,能使用散煤、型煤、生物质等燃料。利用生物质热化学反应基本原理,通过调整一次进风量进行可控燃烧,秸秆成型燃料热解成氢气、碳氢化合物、一氧化碳等可燃性混合气体,当混合气体上升到炉膛内,遇到二次进风形成充分燃烧,具备炊事、热水、采暖功能,具有热效率高,节能效果好,污染物排放少的特点。是我国北方农村冬季一家一户分散采暖的生活必须品。

       如何选择新型清洁燃烧炉具

       生物质燃料挥发分比较高,在点燃的时温度在300摄氏度左右,挥发分会迅速挥发、析出,选购时应注意以下几个方面:

       1、查看炉具标牌。首先要查看产品是否标志为清洁燃烧炉具,以及产品的功能,额定供热量、供暖面积等信息,然后根据房屋大小选择合适的炉具。如果房屋采暖面积在100平米左右,应该选择额定供热量在12千瓦以上的炉具,才能达到理想的采暖效果。

       2、观察炉具结构。根据上面讲到的新型清洁燃烧炉具的结构,观察炉具是否设置有储料仓,炉膛中上部及炉口处是否设置有二次进风孔,燃烧结构是否采用了反烧原理,如果符合上述条件,就可以选择购买。

       3、检查炉体制造。《生物质炊事采暖炉具通用技术条件》中规定,炉体外壁钢板厚度不低于2毫米,内壁不低于3毫米,炉体美观光洁,炉体背面应安装有爆破片或泄压阀。

       4、查看检测报告。通过查看产品说明或检测报告,了解产品的炊事火力强度、热效率、污染物排放等指标。《生物质炊事采暖炉具通用技术条件》中规定,炉具炊事火力强度应达到2.0千瓦以上,热效率70%以上。

       农户在选择清洁燃烧炉具时可以参照以上几个方面进行购买。

       炉具安装

       选好合适炉具就可以进行安装了,生物质炉具安装与现有的煤炉安装方法一样,最需要注意的是,为防止一氧化碳中毒,炉具严禁安装在卧室或与卧室相通的房间内,最好安装在有窗户的厨房,即可以进行采暖又可以进行炊事使用。

       整个采暖系统的管道布置应采用常压式上供下回式自然循环系统,系统有采暖炉具、采暖供水管、采暖回水管、散热器、膨胀水箱、排气管、泄水管几个部分组成。需要注意以下几点

       1、采暖系统相对高度不超过10米,供暖半径不宜超过30米;

       2、炉具中心与散热器中心高度差不小于0.5m;

       3、排气管应安装在采暖系统主干管道的最高处,管端应保持排气通畅并高于膨胀水箱;

       4、泄水管应安装在采暖系统的最低处;

       5、采暖系统的膨胀水箱和排气管应安装在室内,以免冻结堵塞管路,影响系统安全运行;

       6、排气管、膨胀水箱与炉具之间的主干管道应保持通畅,严禁安装自动排气阀和任何形式的阀门;

       7、采暖系统共的管道尽量避免穿过室外,裸露在室外的管道应有可靠的保温、防冻措施;

       8、采暖系统中,供水总管和会睡纵观的管径应一致,与炉具的出水、回水管径相同,进出水管通径应在32毫米以上;

       9、采暖系统的供水干管和回水干管均应有0.5%-1%的坡度;

       10、自然循环采暖系统的膨胀水箱的容积应不低于采暖系统总容水量的5%,膨胀水箱可根据实际情况,膨胀管与系统的供水总管或回水总管相连;

       11、膨胀水箱底部距供水干管顶部最高点不小于100毫米;

       12、自然采暖系统安装时,供水个回水干管不宜绕行门窗,应缩短管道长度,减少弯头。

       整个采暖系统的安装,要找专业安装队伍施工,要严格执行国家行业标准《民用水暖炉采暖系统安装及验收规范》。

       炉具使用

       在使用过程中应注意那些问题呢?下面我们来介绍炉具使用的正确操作方法:

       注水。 打开各组暖气片的排气阀,通过补水箱向系统内注水。排气和注水完毕后,关闭排气阀,补水箱水位应保持在二分之一至三分之二的高度。

       检查。检查系统是否漏水和结冰;检查炉具的烟囱和进风口是否打开。全部正常后就可以点火了。

       点火。点火分上点火和下点火两种方式。上点火:在炉膛内添加生物质成型燃料,燃料占炉膛的二分之一,然后在生物质成型燃料上加入易于引燃的碎木条和柴草等做引火,点燃后盖严炉口,大约5-10分钟炉具就开始正常燃烧。

       加料。炉具正常启动后,应通过储料仓的加料口来添加燃料。打开储料仓封盖,添加燃料时,先将一次进风口关闭,再进行加料,这样是为了防止反烟,有利于燃料的燃烧,避免了从炉膛口加料造成的烟尘污染,根据燃烧情况可适时的将料仓中的燃料向炉膛中拨动,也可以根据不同火力的使用要求来调节火势。通过调节一次进风量和二次进风量来控制火势大小,达到小火或旺火状态,方便炊事采暖使用。

       封火。当炉具没有炊事需求或晚上时需要封火,封火前应使炉具处于正常燃烧状态,保证炉膛内存有不少于10厘米厚的熟火,不要把炉膛内添加过多的燃料,只需要把储料仓加满燃料就可以了,同时关闭一次进风口。正常情况下炉具可实现封火8小时以上。由于生物质成型燃料中含有杂质和灰分,炉膛内会出现结焦形成灰渣,应及时进行清理,保证通风顺畅,避免因为灰渣过多影响使用效果。

       秸秆成型燃料代燃煤炊事采暖技术是利国利民的工程,是治理大气污染的重要举措,是提高农民生活品质的有效途径,是助推城镇化、工业化进程的现实选择,秸秆成型燃料替代煤炊事采暖,功在当代,利在千秋。

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