生物質氣高溫燃燒器研究

王 智，田新民，王 韜，唐 暢，張志銀

（湖北省電力勘測設計院有限公司，武漢 430040）

碳中和、碳達峰是我國“十四五”時期污染防治攻堅戰的主攻目標，十四五規劃對二者提出了具體要求。十四五規劃發布以來，各類清潔能源技術得到政策支持[1]，發展迅速。傳統生物質直燃技術設備投資較高，但熱效率低且焦油污染嚴重[2]，發展受限。生物質氣化多聯產技術作為傳統直燃技術的升級版，具備廣闊的市場前景。本文針對生物質氣化技術中的焦油處理問題，設計了一種新型高溫燃燒器，在保證生物質氣中焦油完全燃燒的同時，降低NOx的排放量。

1 生物質氣化技術概述

目前，國內主流的生物質氣化技術是利用空氣作為氧化劑，將原料中的纖維素和木質素在一定條件下轉化為一氧化碳、氫氣及甲烷[3-5]等可燃氣體。可燃氣體既可供生產、生活直接燃用，又可通過內燃機或燃氣輪機發電進行熱電聯產，從而實現生物質的高效清潔利用。現階段，該技術存在三大主要問題。一是燃氣質量不穩定[6]，雜質較多。生物質氣化溫度較低，會產生大量成分非常復雜的焦油[7]。二是CO含量高，不符合城市居民使用燃氣標準[8]。三是燃氣凈化及焦油處理工藝有待改進。早期生物質氣化產生的燃氣主要采用冷燃氣利用方式，氣化爐出來的高溫燃氣需要經過冷卻、水洗等凈化設施，效率較低[9]，處理后的燃氣焦油含量仍較高，且產生的大量廢水需要處理。

為避免冷燃氣利用存在的諸多問題，近年來，生物質氣化多聯產項目開始采用熱燃氣利用技術，將氣化爐生產的高溫燃氣直接輸送至燃氣鍋爐，燃燒產生蒸汽發電或供熱。……