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生物质燃烧NOx排放成众矢之的 专家企业研讨破解之道

来源:红山圣火     发布时间:2018/08/28     浏览次数:5016

    尚不具备煤改电、煤改气的农村地区,燃料适配炉具是现阶段农村清洁取暖最经济、有效的途径,推广应用生物质成型燃料配套专用锅炉,是实现城镇清洁供热、农村清洁取暖的现实举措,对减少民用散煤污染具有重要意义。近期,各地出台的清洁取暖规划中,生物质能作为重要技术路径被提到了较高地位,在清洁取暖形势下,生物质能发展迎来新机遇。

       但随之而来的是相关部门对生物质炉具污染物排放更为关注,其中最主要的指标是氮氧化物排放问题。由于排放标准、燃料特性、折算方法、燃烧方式等一系列原因,NOx排放不达标是生物质炉具行业的“通病”。生物质能要迈入发展快车道,并在农村清洁取暖中发挥应有作用,NOx排放不达标问题亟待解决。

       近日,在中国农村能源行业协会民用清洁炉具专委会企业座谈会期间,行业专家、生物质炉具企业、高校代表对于如何解决生物质炉具NOx排放不达标难题进行了交流探讨。

       NOX排放超标是生物质炉具“通病”

       相关专家认为,生物质炉具氮氧化物排放不达标的原因之一是生物质燃料特性和燃烧方式。生物质原料本身含氮比较多,在燃烧过程中达到800℃以上,会形成一氧化氮,后续形成了各种氮氧化物,其中二氧化氮遇到水蒸气就会形成硝酸,硝酸与空气中的微型颗粒结合形成硝酸盐颗粒,这种硝酸盐颗粒是形成PM2.5的重要成分。

       与大的燃烧设备相比,一些地方政府推广的户用生物质取暖炉NOx排放达标更加困难。户用生物质取暖炉炉膛面积小,燃烧点集中,导致氧化区温度高,难以控制燃烧温度和燃烧方式,超过一定温度就会形成NOx。尤其是生物质烤火炉,燃烧方式简单,料箱靠近燃烧点,采用自动下料,燃烧状态难以控制,NOx排放不稳定。

       为解决NOx排放难题,专家建议,户用生物质采暖炉要炊暖分开,用生物质炉具做饭就需要旺火燃烧,旺火燃烧状态下,火苗大、炉膛温度高,NOx排放自然就高。在燃烧方式上要不断实验和改进,可采用半气化燃烧方式,通过低温燃烧、分段燃烧、均衡燃烧来降低排放,在配风上做文章,避免集中燃烧,降低燃烧温度。

       理性看待生物质炉具排放的优劣势

       国家相关标准提出,燃烧生物质成型燃料NOx排放浓度需低于150mg/m3的排放限值,达到天然气排放标准,这在行业内存在一些争议。生物质炉具燃烧NOx排放浓度折算后不达标,其中一个重要原因是烟气中氧气浓度本身偏高,实测浓度经过折算后浓度就更高。生物质原料本身含氧量较多,达到了35~50%,而煤炭含氧量只有5%左右;据有关资料介绍,生物质燃料中的氧气不参加燃烧而随烟气排放掉了,若是这种情况,生物质炉具燃烧NOx排放浓度折算仍采用9%,显然不科学。生物质炉具燃烧NOx排放浓度折算系数采用多少科学,是一个值得研究的课题。

       天然气作为化石能源,虽然一直被认为是清洁能源,但是燃烧后同样产生水分和NOx,加剧雾霾的形成,此外天然气也会产生大量碳排放,加剧温室效应。据报道,我国碳排放要在2030年达到峰值,但是从目前来看,实现这一目标颇具挑战性。据媒体报道,我国农林剩余物资源丰富,每年生产秸秆量约8亿吨,可利用量约4亿吨,若2亿吨能用来供热,至少可节约1亿吨标煤,相当于减少3.67亿吨CO2。生物质成型燃料配套专用炉具可以实现CO2零排放,从承担国际社会责任和我国能源现状来看,大力发展生物质能是现实选择。

       与会专家认为,要用一分为二的观点看待生物质炉具排放问题,既要认识到NOx排放问题,下大力气加以解决,也要看到生物质炉具CO2和SO2近乎零排放的优势。尤其是在全球气候变暖的形势下,生物质炉具碳排放优势,应充分考虑。

       发展生物质能要考虑其综合效应

       立足我国能源基础和农村用能现状,推广利用生物质能,对缓解能源紧张、替代农村散煤燃烧、减少秸秆焚烧、农林废弃物综合利用、农村环境治理等具有重要意义。因此应综合考虑发展生物质能带来的经济效应和社会效应。

       央视《新闻1+1》曾播出“秸秆焚烧,禁了十六年依然在烧!秸秆焚烧屡禁不止的原因在于老百姓找不到一条好的出路,如果通过市场化运营,在清洁取暖领域探索出一条可持续发展的模式,调动用户的积极性,把田间地头的秸秆转化为成型燃料用于居民取暖,既可以解决秸秆露天焚烧的难题,又能降低老百姓取暖成本。当前一些地方政府立足当地丰富的生物质能资源,开展生物质能综合利用试点示范,取得了良好的经济效益和社会效益。

       目前国外生物质炉具配套优质的木质颗粒,而我国的生物质炉具主要烧秸秆类燃料,燃烧秸秆燃料控制NOx的排放有一定难度,两种燃料含N量不同,同样的炉具、同样的燃烧方式,排放结果也会有一定差异。因此,专家建议,针对木质颗粒和秸秆颗粒应制定不同的排放标准,对不同类别燃料排放进行分级。

       解决NOx排放难题迫在眉睫 需多方合力

       解决生物质炉具NOx排放难题,应基于燃料成分、折算方法、排放标准、燃烧原理等多方面综合考虑,政府相关部门、行业协会和企业应通力合作,共同攻克。

       国家出台的多项政策、规划明确提出生物质能作为可再生能源应加大推广应用。相关部门在测试生物质炉具排放时,不应直接与电和气的标准看齐,要看到与原来燃煤炉具比排放是否降低。同时在制定排放标准时要考虑生物质原料本身的特性,给相关企业在技术研发上留有空间。

       行业协会在标准宣贯、检测方法、宣传推广方面做好工作,让整个生物质行业把解决NOx排放问题放在首要位置,同时发挥行业资源优势,组织相关企业做好NOx排放的技术攻关,举行业之力解决迫在眉睫的共性问题。

       生物质炉具企业应高度重视NOx排放问题,当相关部用NOx指标考核生物质炉具时,企业要认真对待,在燃烧上下功夫,降低燃烧温度,做好半气化燃烧技术研发,用环保的硬性指标倒逼产品技术升级。


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