O、前言
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們在開發(fā)資源和制造產(chǎn)品的過程中，必然產(chǎn)生廢物，生物質(zhì)垃圾便是其中一種，如工業(yè)廢物的糠醛渣、紙漿；農(nóng)業(yè)加工產(chǎn)生的木薯渣、稻殼、秸桿等，如何處理這些垃圾己越來越來成為人們關注的問題，如處理或處置不當，就會對環(huán)境造成不同程度的影響和危害，而且還會帶來資源的浪費，用生物質(zhì)垃圾作為鍋爐燃料既可節(jié)約能源又可改善環(huán)境，具有很大的經(jīng)濟和社會價值；現(xiàn)在通用的垃圾焚燒系統(tǒng)主要有垃圾層燃、流化床式燃燒、回轉(zhuǎn)筒式焚燒系統(tǒng)。流化床焚燒方式具有投資省，燃燒穩(wěn)定，排放低，適應低熱值燃料等特點，非常適合我國國情。高低差速流化床技術能在床內(nèi)形成強烈的內(nèi)循環(huán)，很適合燃燒垃圾這種特種燃料。
1、高、低差速床垃圾焚燒基本技術原理
高低差速流化床鍋爐技術是一種床內(nèi)循環(huán)技術，它采用一定高度的隔墻將爐床分為主燃燒區(qū)與傳熱區(qū)。主燃燒區(qū)習慣稱主床，傳熱區(qū)稱副床。在結構位置上副床與主床存在一定高度差，主床低一點。在隔墻下部開有若干個孔，使兩床相互連通，副床上布置有浸泡受熱面，而主床則沒有。在主副兩床采用單獨的風室供風，以不同風速分別向兩個分床鼓風，形成高速床與低速床。主床為高速床，副床為低速床。
由于高低速兩床流化時的床高和空隙率不同，形成如圖1所示的壓力分布特性。在下部孔口形成從低速床向高速床的壓差，使顆粒通過孔口從低速床向高速床運動。隔墻上部形成由高速床向低速床的壓差，使顆粒由高速床向低速床運動，這樣顆粒通過下部孔口從低速床向高速床運動，在高速床中顆粒上升，再從隔墻上部由高速床進入低速床，在低速床中顆粒下沉，又通過下部孔口回流入高速床（見圖2）。
當鍋爐運行時，燃料從主床側(cè)給入，進入爐床的燃料在主床上進行預熱與燃燒，由于主床中未布置受熱面，高溫未燃燼的燃料循環(huán)進入傳熱區(qū)進行燃燼并與浸泡受熱面進行熱交換；降溫后的床料由副床進入主床，與主床的床料進行傳質(zhì)傳熱過程以平衡溫度。主床與副床的循環(huán)流率大小除了影響顆粒燃燼外，還影響主床與副床的溫度平衡，最終關系到鍋爐的安全運行。
高低差速床在燃燒垃圾時，由于床內(nèi)存在強烈的回流與循環(huán)，當垃圾給入時垃圾顆粒在床內(nèi)與高溫床料發(fā)生碰撞、撕扯破碎與拖曳，這大大延長了低比重的垃圾在床層停留時間，有利于垃圾發(fā)生預熱、干燥、氣化、燃燒等過程，直至燃燼。
2、燃糠醛渣高、低差速床鍋爐
2.2爐型與總體結構
燃糠醛渣高、低差速床鍋爐總體布置如圖3所示。
2.3燃糠醛渣高、低差速床鍋爐設計措施
1．燃燒設備。糠醛渣是一種密度較輕(約為405kg/m3)，含灰量低且水份含量高（一般40%~50%）的生物質(zhì)渣料，發(fā)熱值只有9 462.3 kj/kg，鍋爐設計時給渣料既要保證落入沸騰層內(nèi)，又要考慮沸騰床料的穩(wěn)定，并使渣料能有效的干燥、著火，而差速流化床的設計能完美地解決以上問題。該燃燒技術的要點是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床( FBC)單一流化床面，而采用不同流化風速的多層床面“差速流化床”結構。煤從高速床進入，在高速床內(nèi)物料按不同粒徑分離，細顆粒溢流于低速床，因低速床顆粒細，故低速床所用風量小，風速較低，這樣水量大、密度小的糠醛渣能很順利的進入沸騰層內(nèi)；鍋爐運行時，沸騰段密相區(qū)內(nèi)高、低速床之間不斷進行物料循環(huán)，料層溫度一般在850℃~ 950℃之間，且料層厚度為1.1 m~1.2 m，因此密相區(qū)料層的蓄熱量很大，而且傳熱強烈，故含水量大的渣料能順利烘干，著火燃燒。在此過程中低速床的埋管受熱面與高溫物料之間進行了熱交換，低速床的物料冷卻了高速床中的物料，由于低速床流化風速很低(1.5 m/s)且物料顆粒細，故埋管受熱面磨損很小。
2．采用寬大爐膛設計及二次風。由于糠醛渣含水量很高，燃燒時爐內(nèi)的煙氣體積大，為了減慢爐膛內(nèi)的煙氣上升速度，保證足夠的停留時間，因而爐膛需設計得比較高大。
其次，糠醛渣的揮發(fā)份很高，勢必考慮在稀相區(qū)燃燒大量的可燃氣體，故我們在距布風板4m和4.5m處布置了二層切圓二次風，形成了強烈旋轉(zhuǎn)的上升氣流，延長氣體及細小顆粒在爐內(nèi)的停留時間，加強可燃氣體和二次風的強烈混合，提高燃燒效率。
3．采用負壓進渣料。糠醛渣潮濕，進料時易形成搭橋，故采用播煤風將渣料打散，使其進入床內(nèi)后能均勻烘干、著火。
4．鍋爐運行后的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。鍋爐自投建以來，至今一直運行安全穩(wěn)定。每小時可焚燒糠醛渣8t左右，日處理廢渣近200 t，相當于每日可節(jié)省約65 t標準煤，若按每噸標準煤300元，年運行300天計算，每年可節(jié)省人民幣585萬元，投資回收僅需一年，且又消除了廢渣堆積給土壤和水資源帶來的污染，減少了土地的占用率，因而具有極高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
3、結束語
筆者所在的公司從事生物質(zhì)燃料高、低床燃燒的開發(fā)、設計、制造已有多年，產(chǎn)品己形成系列化(鍋爐蒸發(fā)量從15 t/h～75 t/h)，現(xiàn)在正不斷的向更深、更廣的方面發(fā)展，為環(huán)保工程出一份力。
三門峽富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐以及生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等機械設備，同時我們也有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。
