Transcript 生物质直燃炉
生物质粉末直燃炉 设计原理及烘烤费用对比 山东潍坊烟草有限公司 诸城烟草分公司 杨竹元 2010年10月 研发炉型 2010年主要研发炉型有两种： 一、普通生物质粉末直燃炉—即除烟梗（烟叶主脉）外的所 有生物质粉末。本炉是采用较经济的设备，燃烧效率较高的 粉末直燃方式，将生物质粉碎成1.5-2mm的颗粒，用特制 的推进器，以旋转的方式送入炉膛，一、二次风结合，使燃 料与空气充分混合,根据温度需求合理供料、供氧，使燃料 达到充分燃烧，适应于烟叶密集烘烤和取暖的中小型燃烧炉 。 普通生物质粉末直燃单体炉燃烧效果图 特殊生物质粉末直燃炉 二、特殊生物质粉末直燃炉—烟梗（烟 叶主脉）粉末直燃炉 在普通生物质粉末直燃炉的基础上加装 碳化器。 烟梗粉末直燃单体炉 生物质粉末直燃连体炉 请点击标题后右键单击超级链接 连体炉燃烧效果视频\M4H00103.mp4 单体炉燃烧效果视频\M4H00102.mp4 生物质粉末直燃炉设计方案 烟梗与普通植物秸秆直燃区别 烟草是一种特殊的经济作物，烟叶的化学成分可称为三高，即焦 油含量为1.3-1.6%；蛋白质含量为8-13%；钾含量为2-3%，高的可 达6-7%。烟梗含钾量是烟叶的2-3倍（见下表）。 烟梗与普通植 物秸秆不同，除了焦油、蛋白质、钾的含量高以外，在燃烧时遇 热会迅速膨胀2.5-2.7倍。 普通植物秸秆可以通过气化，将气化过程中产生的一氧化碳、氢、 甲烷等可燃气体通过管道送到燃烧器。烟梗在气化过程中产生的 焦油在常温下会迅速凝结，即使采用喷淋器和高压电附焦也难以 去除。 普通植物秸秆可以直燃方式加热蒸汽锅炉，因为其灰分只占3-5%。 烟梗在蒸汽锅炉中燃烧后会产生大量飘尘，致使烟道堵塞，因其 灰分占12%。 烤烟烟梗化学成分分析表 项目 总氮 总磷（P2O5） 总磷（P） 总糖 还原糖 烟碱 氯 钾 氧化钾 % % % % % % % % % CM1烤后 1.04 0.47 0.207 26.36 14.19 0.48 0.34 7.02 8.46 CM2烤后 1.26 0.64 0.280 23.57 14.00 0.64 0.42 6.71 8.09 CM3烤后 1.26 0.66 0.290 19.79 12.16 0.72 0.50 6.89 8.30 CM4烤后 1.31 0.77 0.336 19.59 12.54 0.77 0.46 7.01 8.44 CM5烤后 1.14 1.23 0.536 15.41 11.26 0.84 0.51 6.74 8.12 BM1烤后 1.68 0.72 0.314 12.65 6.29 0.82 1.09 7.43 8.95 BM2烤后 1.75 0.81 0.356 15.40 9.28 0.96 0.86 6.76 8.14 BM3烤后 1.51 1.13 0.494 8.22 5.84 0.96 1.08 6.51 7.84 BM4烤后 1.60 0.93 0.404 11.30 7.81 0.84 0.80 6.12 7.37 合计 12.54 7.37 3.218 152.28 93.37 7.04 6.06 61.20 73.72 平均 1.39 0.82 0.360 16.92 10.37 0.78 0.67 6.80 8.19 CB-C CB-B 处理 生物质粉末直燃炉设计方案 烟梗与普通植物秸秆直燃区别 普通植物秸秆可以压块燃烧，烟梗也可压块，但在燃烧时会迅速膨胀散落， 以致无法点燃。 普通植物秸秆粉碎后可以在普通生物质粉末直燃炉里正常燃烧，而烟梗粉 碎后却无法燃烧。因为烟梗遇热后体积会迅速膨胀2.5-2.7倍，迅速膨胀 散落，也不易点燃。 针对烟梗的性质和燃烧特性，一是要避免焦油凝结，因为焦油是烟气粒相 中3000多种可燃有机化合物冷凝的产物，不给烟气冷凝的机会，使其随时 燃烧是解决焦油的关键措施。二是飘尘，烟株在生长过程中吸收了大量的 矿质元素，其主要成分为钾、钙、镁、磷等。这些矿质元素主要积累在烟 叶和烟梗中，烟梗燃烧时这些矿质元素以氧化物和碳化物的形态形成大量 飘尘，占烟梗总量的12%，如不及时清除就会堵塞烟道，该设备采用二级 除尘，及时收集粉尘，可有效防止烟道堵塞。粉尘收集后可作为肥料使用。 三是掌握烟梗的燃烧特性，即失水—膨胀—挥发份析出（气化）—炭化— 焦炭燃烧—灰尘。遵循烟梗的燃烧规律，进行设计，设计原理图如下： 生物质粉末直燃炉设计原理图 生物质粉末直燃炉设计原理 烟梗的失水温度约为100-200℃；膨胀温度为200-400℃；气化温度为400600℃；炭化温度为600-800℃；焦炭燃烧温度为800-1300℃；主燃区温度可 达1500℃。 烟梗粉末失水后体积会迅速膨胀2.5-2.7倍，在400-600℃的温度下，其挥发 份以气体形式逐渐析出，如果使这些可燃气体及时得到燃烧，不给其降温的 机会，就不会有焦油形成。当挥发份逐渐析出后，即进入炭化阶段（副燃 区），当炭化将结束时，剩余的焦炭在主燃区燃尽。 烟梗的蛋白质含量为8-13，蛋白质是由多种氨基酸组成，其主要组成元素是 碳、氢、氧、氮、硫等，这些元素在蛋白质中的百分比约为：碳50%氢7%氧 23%氮16%；硫3%其他微量。从以上组分看，蛋白质经炭化后是能够燃烧的。 烟梗的灰分含量为12%，其主要成分为各种矿物质的氧化物和碳化物，其中 钾为14.24%、磷为4.45%、氮为0.09%。同时还含有钙、镁、硫、锌、硼等中 微量元素，完全可以作为肥料使用。本设备采用二级除尘技术，将粉尘收集 后可充分进行利用。 燃煤与烟梗烟气排放对比 燃煤 烟梗直燃 烟梗燃烧后的粉尘 粉尘收集器 未安装除尘器的管道积尘图片 燃烧后粉尘化验结果及说明 烟梗燃烧后粉尘的主要成分有氮、磷、钾、钙、镁、硫、和微量元 素锌、硼等，完全可以作为烤烟肥料使用。其中：氮0.09%，磷 3.48%，钾14.24%。 根据折算，每50公斤粉尘相当于15公斤硫酸钾加15公斤过磷酸钙加 微量元素。 经过试验，每燃烧1吨烟梗可产生99.5公斤粉尘，相当于30公斤硫酸 钾加30公斤过磷酸钙加微量元素。按硫酸钾每吨2850元、过磷酸钙 每吨460元计算，每燃烧1吨烟梗的粉尘做肥料用，可节省肥料款 85.5+13.8=99.3元。 经粉碎的烟梗粉末 烟梗运输磨粉费用表 数 项目 单位 运费 元/吨.公 里 1 0.5 15 每工作日18吨240元 装卸费 吨 1 10 10 2人每工作日18吨160元 磨粉人工 费 吨 1 56.25 56.25 3人每工作日3.2吨180 元 电费 度/吨 27 0.7 18.9 11kw电机 包装费 元/吨 1 17.5 15.5 编织袋每条0.7元 机械维修 费 元/吨 1 合计 量 单价（元） 金额（元） 备注 1 116.65 每公斤0.117元 有关燃料发热量、灰分对比表 燃料品种 低位发热量 （MJ/kg） 灰分(%) 神府长焰煤 25.1 7 烟梗 10.2 12 干草 13 3-5 树叶 16-16.5 3 干木柴 17.1-21 3 木炭 33.44 焦炭 3349 备注 烟梗粉末直燃效果图 每亩节约费用 项目 公斤干烟耗料（kg元） 耗电（度、元） 耗料 耗电 单价 金额 单价 合计 金额 每亩按150公斤 计算 亩费用 （元） 亩节约 费用 （元） 普通粉 2.2 末 0.4 0.88 0.066 0.7 0.045 0.93 139.5 85.95 烟梗 0.12 0.396 0.084 0.7 0.059 0.455 68.25 157.2 0.9 1.503 3.3 对照煤 1.67 炭 1.503 225.45 尚需优化项目 该炉的最小供热量大于烤房的最小需热量，烟叶 变黄期温度高时需熄火控温。 连体炉需做保温处理,自动控制系统繁琐,比单体 炉费用成本高20-30%. 碳化器材料成本过高，需研究替代产品以降低成 本。 将烤房控制器和主炉控制器合二为一，实行统一 控制，达到降低成本，便于操作。 敬请指教