生物質能在世界能源結構中占有十分重要的地位。我國在木料加工過程生產的邊角廢料每年約為 2400萬m3,折合標準煤150萬t；稻谷年產量約 200 Mt,可獲得稻殼約40 №，折合標準煤約20 Mto 并且生物質能可年復一年的不斷再生，因此，其能量是十分可觀的，但目前被人們利用的僅占1.0%。同時生物質還是一種清潔燃料。生物質含硫量低，含氮量不高，生物質中灰分一般也很小，所以充分燃燒后NOX和S02的及煙塵含量都很低。同時生物質燃燒生成的C02又可被植物吸收，合成本身的生物質，所以沒有增加大氣中C02的含量，因此生物質燃燒過程具有C02零排放,目前已經在安徽鍋爐做試點

1生物質燃燒特性
1 ? 1燃料特性

生物質燃料與化石燃料相比，在成分和結構等方面存在著很大的差異，生物質燃料和煤碳相比有以下一些主要差別：1.含碳量較少，含固定碳少。生物質燃料中含碳量最高的也僅50％左右（以質量分數計）。特別是固定碳的含量明顯地比煤炭少，因此，生物質燃料值較低 

2）含氫量稍多，揮發分明顯較多。生物質燃料中的碳多數和氫結合成低分子的碳氫化合物遇一定的溫度后熱分解而折出揮發物。所以，生物質燃料易被引燃，燃燒初期析出量較大，在空氣和溫度不足的情況下易產生鑲黑邊的火焰。

3） 含氧量多。生物質燃料含氧量明顯地多于煤炭，在燃燒時可相對地減少供給空氣量。
4） 密度小。生物質燃料的密度明顯地較煤炭低，質地比較疏松，使得這類燃料易于燃燒和燃盡，灰燼中殘留的碳量少。
5） 但生物質水分多。因生物質水分多，產生的煙氣體積大，排煙熱損失高。
6） 含有大量的堿金屬，如Na、K,還有大量 Cl及N、s等元素?這些元素在高溫下極易生成 KCI、NaCl、NH、N、H、s等物質，并且極易產生受熱面的高溫腐蝕。
綜上，生物質燃料具有揮發分高、含水率高、熱值低、灰熔點低、堿金屬及氯等含量高等特 、、0
1 ? 2燃燒特性 1 21燃燒過程
生物質燃料的燃燒過程是強烈的化學反應過程，主要分為揮發分的析出、燃燒與殘余焦炭的燃燒、燃盡2個獨立階段，前者約占燃燒時間的10％，后者則占90％。生物質鍋爐的燃料送人燃燒室后，燃料由于溫度的增高，約 250 ℃，熱分解開始，析出揮發分，并形成焦碳。氣態的揮發分和周圍高溫空氣摻混首先被引燃而燃燒。當揮發分的燃燒快要終了時，空氣中的氧氣接觸到焦碳表面，焦碳開始燃燒，并不斷產生灰燼。同時在高溫作用下，易產生堿金屬的氯化物、氮氧化合物等有害物質。
從上述燃燒過程中可以看出，生物質燃燒過程具有以下特占?
1)物質燃料的密度小，結構比較松散，揮發分含量高，在250 ℃時熱分解開始，350 ℃時揮發分能析出80％。揮發分析出時間較短，此時必須保證充足的空氣供給。
2） 揮發分逐漸析出和燒完后，燃料的剩余物為疏松的焦碳，此時必須保證焦碳充分的燃燒時間。
3） 堿金屬的氯化物、氮氧化合物等有害物的產量與其在爐膛內的停留時間t、溫度r及初期過量空氣系數有重要關系。
4） 燃燒的理論燃燒溫度低，以玉米為例，其理論燃燒溫度在1 000 ℃左右。明顯大大地低于煤炭的理論燃燒溫度。
2生物質鍋爐設計要點
2，1存在問題
生物質鍋爐給料問題
給料是燃燒的先決條件，只有保證連續且均勻的給料，才能保證燃燒的安全及穩定。而生物質燃料密度小、松散、體積大，并且質地柔軟、有韌性、易纏繞、流動性差，因此給料存在很大問題，現在常用的給料方式有直接人爐、破碎人爐、加工成型人爐等模式。直接人爐方式適合小型鍋爐，并且生物質為軟質秸桿的場合，雖然無需破碎減少了投資及電耗，但對燃料的包捆密度及幾何尺寸要求高，并且不適應鍋爐的大型化。
破碎人爐燃料適應性強，鍋爐可大型化。但物料易搭橋，纏繞且擠壓糾結，傳輸困難，對破碎設備及傳輸設備要求高。加工成型人爐分為塊狀成型、顆粒狀成型，此方式很好解決了生物質燃料運輸及給料問題，但需要前端成型預處理企業，投資大、成本高。
生物質鍋爐燃燒及結焦問題
生物質燃料熱值低、水分高、揮發分高，因此燃燒過程中干燥與揮發分析出幾乎是同時進行，因此生物質燃料著火前為吸熱反應。而且揮發分的燃燒速率比炭化物質快，著火后升溫速度較快，但由于揮發分析出迅速，可能造成燃燒的揣動的間斷。同時在生物質燃燒過程中，由于生物質含有較高的水分和堿性金屬物質，極可能發生燒結現象，生物質燒結溫度均在700 ℃左右，并且隨著溫度升高，燒結塊的尺寸及數量增多，硬度增強。
生物質燃料的灰分雖然含量不高，但其含堿金屬量高，特別是含鈉、鉀高，在高溫下分解生成的氧化物與水蒸汽反應生成強堿，強堿與S02、S03及 s℃2反應生成低熔點的凝結性硫酸鹽和硅化復合物極易牢固粘附在在受熱表面形成艸口聲、、、0
生物質鍋爐積灰及腐蝕問題
雖然生物質燃料灰分含量相對煤來說較低，但堿金屬無機化合物極易形成很細的飛灰，容易帶到后級受熱面形成積灰現象。生物質燃料含氯化物高于其他燃料，氯元素在一定條件下生HCI,極易產生高溫腐蝕，而且S02、S03容易與管壁保護膜發生作用生成硫酸鐵，硫酸鐵與堿金屬反應生成復合堿金屬硫酸鹽（熔融狀），從而破環管子的保護膜，加劇受熱面的腐蝕。
生物質鍋爐的設計思路
1.鍋爐給料
國內的大部分生物質均為軟質生物質，且考慮成本及國情，山東鍋爐傾向于破碎人爐方式，但建議破碎前后用低溫熱質（如煙氣）預干燥，消除韌性，使其不易搭橋及糾結，便于破碎、傳輸。鍋爐一般采用負壓給料。
2.鍋爐揮發階段
根據生物質燃料燃燒特性，在揮發階段必須保證一定的溫度場及足夠的空氣。在預熱起燃階段，水分的蒸發需吸收熱量。一般情況下，當水分質量分數超過55％左右時，揮發階段燃燒過程產生的熱量就可能不能滿足水分蒸發所需熱量，導致熄火。但生物質燃料一般含水量都很高，因此在揮發階段必須有可靠穩定溫度場措施：燃料進爐前干燥、提高風溫（建議190 ℃以上）、輔助燃料助燃、蓄熱床料等。
3.鍋爐燃盡階段
燃盡階段主要是焦炭的燃盡，此時溫度最高，此時最容易結焦，并且NO，等污染物的產生，以及堿金屬析出產生的高溫腐蝕等都在此階段發生，因此這是生物質燃料燃燒的最后階段，也是生物質鍋爐最關鍵階段。此時必須考慮有能夠控制燃燒的時間、溫度、空氣供給的方式及位置、煙氣停留的時間等的措施。
生物質鍋爐設計要點
1.鍋爐爐型選擇
通過以上分析，綜合給料、預干燥、蓄熱、燃盡控制溫度等措施，山東鍋爐爐型采用高低差速流化床鍋爐型式，并且采用分段供風形式。在揮? 階段采用高速風，使燃料充分擾動，與蓄熱床料混合，充分干燥，析出揮發分，高速空氣迅速與揮發分穿透混合發生燃燒。
而在燃盡階段采用低速風，延長燃燒時間，低速風充分包裹在焦炭的外圍，使炭充分燃燒。同時采用一定措施使兩階段形成內循環，使燃盡階段的高溫料返回到揮發階段充分干燥及析出揮發分。
2.鍋爐防結焦問題
確保燃料進人爐膛迅速氣化與揮發，使鈉、鉀堿金屬以氯化物形式析出，降低燃盡階段的含堿金
屬量，從而提高灰熔點，確保床面不結焦。同時多點給料，以減少集中燃燒，溫度場集中，同時采用大爐膛，低截面熱負荷，控制床溫及爐膛出口溫度。
3.鍋爐防積灰及腐蝕
用高低差速流化床形式，燃盡階段采用低速風，并且料返回揮發階段形成內循環，因此飛灰帶到尾部的份額不高，但堿金屬無機化合物極易形成很細的飛灰，仍需采用吹灰設施。用高低差速流化床爐內脫硫措施，降低S02的產生，可大大減少尾部低溫腐蝕及高溫區破壞管子保護膜而產生的高溫腐蝕。且堿金屬大部份以氯化物形式析出，降低HOI的產生及堿金屬的含量，也大大降低了高溫腐蝕。
綜上，生物質鍋爐采用高低差速流化床形式是可行的。高低差速流化床，通過合理的結構設計與燃燒的組織，控制燃料的部分堿金屬元素的揮發，并控制各段溫度防止結渣與積灰，加強混合，提高一次燃盡率與及時清灰。
   在當前世界能源緊缺，環境污染嚴重的情況下，生物質作為可再生能源，且生物質含硫量低，含氮量不高，燃燒后NOX和S02的含量很低；生物質中灰分一般也很小，所以充分燃燒后煙塵含量極低；同時生物質燃燒過程具有C02 “零"排放的特點，開發利用生物質能具有廣闊的前景生物質燃料鍋爐采用高低差速流化床，成功解決了生物質燃料在采用流化床燃燒技術時床面的結焦問題，以及對流受熱面腐蝕、積灰等技術難題，保證了鍋爐高效 穩定連續運行，推動了生物質鍋爐燃燒技術的發展及應用。