1、前言
生物质能，是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。生物质能是一种可再生能源，是植物通过光合作用将太阳能转变为化学能而储存在生物质内部的能量。与煤相比较，生物质燃料具有C、N、S、Cl含量低，0含量高，挥发份含量高，热值低，易着火，燃烧生成C02、SOx、燃料型NOx低等特性。燃烧生物质燃料所释放的C02可在植物进行光合作用时被吸收，如果适当利用生物质能则可以构成一个封闭的C02循环，因此从长远来看，燃用生物质燃料可以实现C02净排放为零。利用生物质能符合实现可持续发展的要求，许多国家加大了生物质能研究与开发力度，我国于2006年实施《中华人民共和国可再生能源法》，将生物质能等可再生能源的科学技术研究和产业化发展列为国家科技发展与高技术产业发展的优先领域。
我国生物质资源量巨大，据预测到2010年我国农业产生的废料约合12×l015kj，相当于4.09 Xl08 t标准煤。尽管生物质资源量非常大，但由于生物质资源供应具有季节性，分散分布，能量密度小，运输、储存成本较高，从而限制了生物质能在大型电站的利用规模。在燃煤锅炉上采用生物质燃料再燃方式，一方面能控制生物质能利用规模，另一方面能降低燃煤锅炉C02、SO \NOx等污染物排放，是具有优势的生物质能利用方式，富通新能源生产销售的
颗粒机、
木屑颗�；�专业压制生物质成型燃料，生物质成型燃料主要供生物质锅炉燃烧使用。
2、再燃概念
“再燃”概念最初由John Zne公司和Wendt等人提出和发展，是在炉膛内采用二次燃料（又称再燃燃料）作为还原剂，减少NOx排放的技术。再燃过程分3步，炉膛相应地被分为3个区域。主燃区在炉膛下部，约80%～90%的锅炉燃料在此区域内燃烧，过量空气系数SRi >1，生成NOx等产物；在主燃区下游的再燃区内，再燃燃料被喷入炉膛，再燃燃料约占锅炉燃料的10%～20%，过量空气系数SR2<1，形成具有很强还原性的富燃料气氛，在初级燃区内生成的部分NOx被还原为N2及其它含氮分子，如HCN、NH3；燃尽风(OFA)在燃尽区被喷入，该区域过量空气系数SR3 >1，形成贫燃料气氛，氧化剩余可燃物，剩余的含氮分子(NO、HCN、NH3)被转化为NO或（和）N2。
3、生物质燃料再燃
3.1生物质燃料直接再燃
生物质直接再燃是指将未经热化学处理（热解、气化）的生物质燃料作为二次燃料的再燃方式。
生物质燃料再燃能降低NOx排放。生物质、细煤粉、水煤浆、碳化废物衍生燃料(CRDF)和沥青乳液等再燃实验表明，这些再燃燃料都能有效减少N0x排放，其中高挥发份、高碱金属、低氮的生物质燃料和CRDF再燃能减少NOx排放50%。在较短的停留时间内，天然气再燃效果较好，因为天然气无须再析出挥发份，但停留时间超过0.5 s后，所有燃料再燃效果相同。
在小型滴管炉进行的再燃还原模拟烟气中NO的热态实验表明，采用木屑、橘皮和稻壳等3种再燃燃料可减少NO排放50%～70%，由于3种生物质燃料中木屑中挥发份含量最高，其还原NO的效果最好。
无烟煤、秸秆、象草、木柴、天然气再燃实验表明，无烟煤再燃最低NOx排放浓度为500mg/m3(6%02)，生物质燃料再燃最低NOx排放浓度在250～300mg/m3(6%02)以内，天然气再燃最低N0x排放浓度为260mg/m3(6%02)。Rudiger等人指出影响最低NOx排放量的最重要因素是燃料挥发份含量，其次是氮含量。高挥发份可有效降低NOx排放；再燃过程中，生物质燃料氮以NHi的形式大量释放，将N0x直接还原为N2。实验表明，各种燃料再燃方式都存在与之对应的SR2范围，如天然气再燃时为0.65～0.9，生物质燃料再燃时为0.75～0. 85。实验还研究了再燃时生物质燃料颗粒尺寸对燃尽的影响，表明增大象草颗粒尺寸后，燃烧燃尽率降低，虽然木柴颗粒尺寸更小，但其燃烧燃尽率比象草颗粒低，这可能与燃料结构不同有关，因此燃尽率是对固体生物质燃料再燃的一个限制，值得进一步加以研究。
多种生物质燃料都可用于再燃，其中采用木柴作为再燃燃料的研究较多。木柴中氮含量低，不含硫，木片向炉膛内喷射时具有弹道特性，可与烟气较好混合。Harding等人的研究表明，木柴颗粒尺寸对再燃效果几乎没有影响，实验对比了3种再燃燃料携带气对再燃的影响，3种携带气分别是空气、氮气和模拟烟气（含3 %02、97 %N2）。当SR2<0. 97时，3种携带气的实验结果几乎相同；SR2>0.97时，携带气为空气时减少NO。排放效果最好�；苟苑⒌绻β饰�265 MW旋风炉采用木柴颗粒再燃进行了全尺度数值模拟，研究了影响再燃过程混合的多种因素，认为再燃燃料喷嘴要尽量接近旋风燃烧器，才能获得充分的混合及燃烧时间：采用木柴颗粒与主燃区烟气逆向喷入方式，可以获得二者较好的混合：OFA高速喷入能产生更好的混合，从而降低CO，在过热器管屏入口处形成均匀的过量空气系数分布。对比空气和烟气作为携带气的再燃效果表明，采用空气作为再燃燃料携带气时可减少NOx排放45%～48%，采用烟气时为55%。另夕I、，SR2在0.8～0.93范围内每降低0.02可减少NOx排放5%，这可通过增加再燃燃料木柴量实现。
Adams等人采用数值模拟研究了旋风炉木柴再燃过程，其中木柴颗粒的反应包括3个过程，即水分蒸发、析出挥发性轻质气体和木炭燃烧。得到了与文献一致的结论，并进一步研究了再燃燃料喷嘴布置、再燃燃料携带气的作用和OFA喷入的影响。文献指出将再燃燃料喷嘴都设计在炉内同一面墙上所形成的混合效果比在相对的两面墙上的混合效果差；再燃喷嘴在旋风燃烧器上方约2.4 m处时，至少能减少NOx排放40%。利用烟气代替空气作为木柴颗粒携带气，富燃料气氛更强，再燃效果更好，但混合不好将形成局部贫燃料气氛，降低再燃效果。OFA高速喷入能改善混合，但高速射流将产生较高压降。
生物质燃料，尤其是农业废弃物及木柴中钠、钾等碱金属含量高，容易导致灰熔点降低。采用生物质燃料直接再燃，将导致受热面积灰、沾污等问题，尤其是安装了高温过热器的锅炉内受热面积灰、沾污十分严重。此外，生物质灰和煤灰的掺混不可避免，导致飞灰很难再加以利用，降低了锅炉运行经济性。采取将生物质气化再燃的方式则可将生物质灰和煤灰分离，从而可以解决直接再燃给燃煤锅炉运行造成的飞灰难以再利用、受热面积灰、沾污和腐蚀等问题。
