生物質(zhì)能源是一種以生物質(zhì)為載體的能量，是通過光合作用獲得太陽能，然后將太陽能轉(zhuǎn)為化學(xué)能并貯存在生物質(zhì)中的方式。生物質(zhì)資源的利用方式一般為直接燃燒和生物質(zhì)鍋爐燃燒兩種。生物質(zhì)燃料中含有的氮會在燃燒期間形成NO，隨著我國生態(tài)保護意識逐漸完善，對于生物質(zhì)燃料的氮氧化物排放控制也有了全新需求。
一、生物質(zhì)燃料特點及我國的應(yīng)用現(xiàn)狀
生物質(zhì)燃料是可再生的能源，主要來源于農(nóng)作物秸稈、林木生物質(zhì)殘余物、禽畜糞便等。通常情況下，各種生物質(zhì)燃料之間的參數(shù)具有較大差異，需要結(jié)合實際需求與混合配比將燃料混合后進行使用。生物質(zhì)燃料產(chǎn)生出的熱值較高，具有優(yōu)良的點火燃燒性能以及良好的代煤效果。盡管生物質(zhì)成型燃料的制作需要經(jīng)過收集、運輸、加工等過程，但與原煤及型煤相比，生物質(zhì)原料價格低廉，因此，生物質(zhì)成型燃料在價格上仍然具有較大的優(yōu)勢，這也在很大程度上有助于生物質(zhì)能源的推廣與使用。
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，擁有豐富的生物質(zhì)資源，開發(fā)與利用生物質(zhì)能具有十分巨大的能源與環(huán)境保護戰(zhàn)略意義。然而，我國生物質(zhì)資源的品位較低，分散性較大，大量生物質(zhì)資源被隨意填埋與焚燒，成為影響環(huán)境的廢棄物。
隨著鍋爐技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種先進的生物質(zhì)燃燒技術(shù)，以生物質(zhì)作為鍋爐燃燒的燃料，通過控制燃料在鍋爐中燃燒情況，從而提高生物質(zhì)的利用效率。但由于生物質(zhì)燃料在燃燒中同樣會釋放NOx，盡管目前新實行的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）并沒有規(guī)定生物質(zhì)鍋爐NOx的排放限值，但燃燒玉米秸稈成型燃料時，生物質(zhì)鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度往往在207. 9~601. 3 mg/?m 3之間，由于鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)中的排放限值為200mg/m3，以此標(biāo)準(zhǔn)來衡量，玉米秸稈成型燃料時排放的NOx排放濃度超標(biāo)0.04~2. 01倍。
二、生物質(zhì)燃料的利用方式
1.直接燃燒技術(shù)
生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)是將生物質(zhì)作為燃料進行燃燒，利用熱能滿足生產(chǎn)與生活。直接燃燒的技術(shù)要求很低，燃燒方式比較簡單，燃燒的時候產(chǎn)生的顆粒物、硫氧化物、氮氧化物等會嚴重污染環(huán)境。
2.生物質(zhì)鍋爐燃燒
隨著鍋爐技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種先進的生物質(zhì)燃燒技術(shù)，以生物質(zhì)作為鍋爐燃燒的燃料，通過控制燃料在鍋爐中燃燒情況，從而提高生物質(zhì)的利用效率。
生物質(zhì)鍋爐分為純燒生物質(zhì)的水冷振動爐和混燒生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐兩種。水冷振動爐對燃燒的適應(yīng)性比較差、燃燒效率低，對于水分含量很高，造價高。而循環(huán)流化床混燒生物質(zhì)鍋爐相比較下，成本很低，其燃燒適應(yīng)性很強，運行安全，負荷范圍廣，所以循環(huán)流化床摻燒生物質(zhì)更適合我國的國情。
另鏈條爐排爐和往復(fù)爐排爐也適用于生物質(zhì)燃燒，鏈條爐排爐的爐排片可循環(huán)冷卻，往復(fù)爐排爐對燃燒尺寸和燃料漏料量有很大的優(yōu)勢。生物質(zhì)燃料在這幾種鍋爐上的燃燒還處在探索階段，技術(shù)還需要不斷成熟。
三、控制生物質(zhì)鍋爐氮氧化物排放的措施
NOx是生物質(zhì)燃燒發(fā)電過程中產(chǎn)生的重要污染物之一，對其控制方法主要分為燃燒控制與煙氣凈化。
1.燃燒改進技術(shù)
燃燒改進技術(shù)是一種通過控制燃燒條件，調(diào)節(jié)燃燒區(qū)的溫度和進氣量，進而減少NOx的生成與排放的技術(shù)。相比于其他的降氮技術(shù)，低氮燃燒技術(shù)是一種較為簡單、經(jīng)濟而且應(yīng)用廣的方法。目前采用的低氮燃燒技術(shù)主要有低氮燃燒器、燃料再燃技術(shù)、低過量空氣燃燒技術(shù)、空氣分級燃燒技術(shù)和煙氣再循環(huán)技術(shù)等五種。
2.煙氣脫硝技術(shù)
煙氣尾部脫硝根據(jù)是否使用脫硝催化劑，主要有以下兩種: 選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）。
選擇性催化還原技術(shù)是將還原劑(常用的為NH3 ) 送入煙道使之與煙氣混合，在催化劑的作用下，在320~ 420℃的低溫燃燒狀態(tài)下將燃燒過程中產(chǎn)生的NOx還原為N2和H2O，從而實現(xiàn)NOx的減排。
選擇性非催化還原脫硝技術(shù)則是在沒有催化劑的作用下，將還原劑噴入爐內(nèi)，在850~1100℃的環(huán)境下發(fā)生脫硝反應(yīng)，還原劑在高溫爐腔內(nèi)迅速熱解形成氨氣，把煙氣中的氮氧化物還原為氮氣和水蒸氣。
3.高級再燃技術(shù)
高級再燃技術(shù)是將燃料再燃與選擇性非催化還原相結(jié)合的脫硝技術(shù)，是目前一種極具應(yīng)用前景的NOx控制技術(shù)，通過與選擇性非催化還原脫硝技術(shù)的結(jié)合，可以實現(xiàn)在燃料再燃的基礎(chǔ)上進一步降低NOx排放的目的，使之成為一個更加徹底的NOx降低技術(shù)。
將選擇性非催化還原脫硝技術(shù)與再燃技術(shù)有機整合，可更好實現(xiàn)氮氧化物及硫化物排放量的降低。其中高級再燃技術(shù)運行原理是在生物質(zhì)鍋爐燃盡區(qū)與再燃區(qū)中使用還原劑，防止NO的形成，其關(guān)鍵是通過燃料再燃和選擇性非催化還原兩個階段的協(xié)同作用，拓寬反應(yīng)溫度窗口，減少較窄溫度窗口對選擇性非脫硝效率的影響。
除了對燃燒過程的控制和煙氣凈化之外，生物質(zhì)鍋爐運行中還需要根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)實際情況制定管理和監(jiān)督體系，安裝實時監(jiān)測系統(tǒng)，增加對生物質(zhì)鍋爐煙氣排放過程的監(jiān)測與優(yōu)化，減少煙氣污染物的排放，實現(xiàn)生物質(zhì)鍋爐的環(huán)保運行。
目前行業(yè)中針對生物質(zhì)鍋爐排放的煙氣檢測，重難點在于滿足超低量程及多組分氣體的測量要求。因此煙氣分析儀需要檢測O2,CO,SO2,NO2氣體，就需要這些氣體傳感器，ISweek工采網(wǎng)提供O2,CO,SO2,NO2氣體傳感器，工業(yè)應(yīng)用，具體產(chǎn)品如下：
氧氣傳感器KE-25F3的特點：
- 電化學(xué)原理
- 底部有M16*1的螺紋，方便固定
- 量程寬，0~100%VOL
- 壽命長，達5年
- 幾乎不受CO2， CO， H2S， NOX， H2的影響
- 穩(wěn)定的線性模擬電壓輸出
CO傳感器CO-AF的特點：
- 電化學(xué)原理
- 4系大小
- 分辨率高達5ppm
- 量程寬泛，0~5000ppm
- 幾乎不受H2S,NO2,CL2,SO2,NH3
- 電化學(xué)原理
- 4系大小
- 分辨率高，達1ppm
- 量程：0~50ppm
- 幾乎不受CO,H2,NH3的干擾
NO2氣體傳感器NO2-A1的特點：
- 電化學(xué)原理
- 4系大小
- 分辨率高，達02ppm
- 量程為0~20ppm
- 幾乎不受CO,H2,C2H4,NH3,CO2的干擾
結(jié)語：
開發(fā)使用生物質(zhì)燃料鍋爐，對節(jié)約常規(guī)能源、優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，減輕環(huán)境污染有著積極意義，想要更好控制生物質(zhì)鍋爐排放氮氧化物排放量，需要結(jié)合實際需求，通過科學(xué)方法有效地對生物質(zhì)鍋爐氮氧化物排放進行控制，安裝實時在線監(jiān)測設(shè)備，并運用高級再燃技術(shù)、燃料再燃技術(shù)等方法，確保氮氧化物排放控制力度快速提升。
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