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一种生物质燃料低氮燃烧装置及其低氮燃烧方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-30 14:49:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:山东省菏泽市| 周保华 | 2024-10-22 10:39:08
本成果研发了一种生物质燃料低氮燃烧装置及其低氮燃烧方法,生物质燃料低氮燃烧装置包括加热炉以及加热炉内部的筒体,筒体自上而下包括上段筒体、下段筒体以及辅助管,辅助管包括可调节溢流管、可伸缩供气管以及热解床供风管,内部设置有气化燃烧床,下段筒体的内部设置有热解床。本成果提供的生物质燃料低氮燃烧装置结构简单,能够同时对生物质燃料进行空气分级燃烧以及解耦燃烧,可以实现生物质燃料的低氮燃烧。
本装置提供的低氮燃烧方法不仅可以对生物质燃料进行解耦燃烧,还能进行空气分级燃烧。生物质燃料热解床发生热解反应,产生的挥发分气体产物在装置内部自发向上扩散或在流化气携带下向上流动,与气化燃烧床内生物质燃料气化燃烧产生的高氮烟气产物在原位控氮区交互,还原、抑制NOx 生成,在二次供风管引入二次风后,燃料实现了空气分级燃烧,最终由烟气排放管排放低氮烟气,实现生物质燃料的高效、清洁,以及能源化利用。

一、环保需求

降低氮氧化物排放:随着环保要求的不断提高,对氮氧化物排放的限制越来越严格。传统的燃烧方式往往会产生大量的氮氧化物,对大气环境造成严重污染。生物质燃料低氮燃烧装置通过采用先进的燃烧技术和控制方法,可以显著降低氮氧化物的生成,满足环保标准。

减少温室气体排放:生物质燃料是一种可再生能源,其燃烧过程中产生的二氧化碳可以被植物吸收,实现碳循环。与化石燃料相比,生物质燃料的燃烧可以减少温室气体的排放,对缓解全球气候变化具有积极意义。

二、能源转型

推动生物质能源利用:生物质能源作为一种可再生、清洁的能源,具有巨大的发展潜力。生物质燃料低氮燃烧装置的应用可以提高生物质能源的利用效率,促进生物质能源在能源结构中的比例提升,推动能源转型。

实现能源多元化:在能源供应紧张和能源安全问题日益突出的背景下,发展多元化的能源供应体系至关重要。生物质燃料低氮燃烧装置为生物质能源的利用提供了一种有效的技术手段,有助于实现能源多元化,降低对传统化石能源的依赖。

三、工业应用

热电联产:在热电联产领域,生物质燃料低氮燃烧装置可以为工业生产和居民生活提供稳定的电力和热能。通过优化燃烧过程,提高能源利用效率,降低生产成本,同时满足环保要求。

工业锅炉:工业锅炉是能源消耗和污染物排放的重要来源之一。采用生物质燃料低氮燃烧装置可以改造现有工业锅炉,提高燃烧效率,减少氮氧化物排放,实现节能减排的目标。

生物质发电:生物质发电是一种重要的可再生能源发电方式。生物质燃料低氮燃烧装置可以提高生物质发电的效率和可靠性,降低运营成本,促进生物质发电产业的发展。

团队主要成员张光义,男,博士,博士生导师,2006年硕士研究生毕业,2010年博士毕业,博士毕业后先后在中国科学院过程工程研究生、北京工商大学工作,长期从事物质清洁能源化和 生物质危废处理处置与资源化的教学和科研工作,发表学术论文100余篇,全部被SCI、EI检索。主持国家重点研发、国家自然科学基金等科研项目十余项,获省部级科学技术进步奖2项,获授权中国发明专利10余项,服务了行业发展,其中研发的轻工生物质固废多污染物原位脱除新技术,实现了固废高值化利用和高效清洁能源化,产生明显的社会效益和经济效益。其他成员包括王文燕, 曾玺, 王芳, 张建岭, 崔彦斌。

一、环境效益

显著降低氮氧化物排放:传统燃烧方式往往会产生大量氮氧化物,对大气环境造成严重污染。而这种低氮燃烧装置和方法能有效控制氮氧化物的生成,减少其向大气中的排放,从而降低酸雨、光化学烟雾等环境问题的发生概率,改善空气质量,保护生态环境。

减少温室气体排放:生物质燃料本身是一种可再生能源,其燃烧过程中产生的二氧化碳可以被植物在生长过程中吸收,实现碳循环。相比化石燃料,生物质燃料的燃烧能大大减少温室气体的净排放,有助于缓解全球气候变化的压力。

二、经济效益

降低能源成本:生物质燃料通常来源广泛且成本相对较低,如农业废弃物、林业剩余物等。采用这种低氮燃烧装置和方法,可以充分利用这些廉价的生物质资源,降低企业的能源采购成本。同时,由于燃烧效率的提高,也能减少燃料的消耗,进一步节约成本。

提高设备使用寿命:低氮燃烧可以减少燃烧过程中的高温腐蚀和积灰等问题,从而降低对燃烧设备的损害,延长设备的使用寿命。这意味着企业可以减少设备维修和更换的费用,提高生产的稳定性和连续性。

符合环保政策获得补贴:随着环保要求的不断提高,政府对企业的环保表现越来越重视。采用低氮燃烧技术的企业更容易满足环保法规的要求,避免因排放超标而面临罚款。同时,一些地区还会对采用环保技术的企业给予补贴和优惠政策,这也能为企业带来额外的经济收益。

三、社会效益

促进农村经济发展:生物质燃料的来源主要包括农村地区的农作物秸秆、林业废弃物等。推广生物质燃料低氮燃烧装置和方法,可以为这些农业和林业废弃物提供一个有效的利用途径,增加农民的收入,促进农村经济的发展。

推动能源多元化:这种技术的应用有助于减少对传统化石能源的依赖,推动能源结构向多元化方向发展。这不仅可以提高国家的能源安全水平,还能为经济的可持续发展提供有力保障。

创造就业机会:生物质燃料低氮燃烧装置的研发、生产、安装和维护等环节都需要大量的专业人才,这将为社会创造新的就业机会,促进就业增长。

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