[01084264]农林废弃物类生物质流态化清洁高效燃烧技术及产业化

针对解决秸秆露天焚烧污染环境和发展可再生能源的国家重大需求，该项目提出了原始创新的农林废弃物类生物质流态化清洁高效燃烧技术，形成了全新的技术流派，消纳了大量农林废弃物，促进可再生能源发展，增加农民收入。 中国农林业废弃物年产量超过10亿吨，其它途径利用总量不足50%,大量露天焚烧或丢弃导致严重的环境污染，急需大量消纳利用新技术。燃烧能源化利用是可实现大规模利用的主要途径，但由于农林废弃物碱金属和氯含量普遍较高，燃烧利用存在着炉膛结渣、受热面沉积和腐蚀等瓶颈问题。丹麦水冷振动炉排技术是当时的唯一选择，但上述问题仍较严重，且燃料适应性差，燃烧效率偏低。针对中国农林废弃物特性复杂多变的特点，该项目提出了流态化清洁高效燃烧技术，主要创新点如下： 创新点1、多温度窗口悬浮流化复合燃烧技术。突破常规流化床燃烧温度区间(高于850℃),将炉膛下部密相区和分离回送区域的燃烧温度控制在低于结渣温度的低温窗口（通常在750℃以下），在上部的悬浮区适当提高50-70℃以实现抑制床内物料聚团结渣的同时高效燃烧，突破了将流态化技术应用于高碱农林废弃物燃烧利用的最大瓶颈。 创新点2、高浓度窄筛分床料协同流化及高位拨控给料技术。通过高浓度重质窄筛分床料颗粒束缚夹带轻质生物质物料实现稳定流化燃烧及高效的气固分离回送,解决了非流化介质的生物质物料流化问题。发明了旋转拨棍布置棒状拨齿的高位拨控给料技术，解决了非规则形状的不同种类生物质的给料难题。 创新点3、三种主动调控方法耦合抑制受热面沉积腐蚀。通过中低温燃烧温度窗口控制、受热面烟气侧与工质侧参数匹配、灰沉积与冲蚀过程的平衡控制等主动方法耦合调控燃烧过程钾氯等碱金属相关物质的迁徙转化过程，实现灰相固氯留钾，同时控制受热面沉积及腐蚀过程，从根源上遏制积灰腐蚀问题。 该项目获发明专利15项，其他知识产权8项，发表论文70篇，他引1286次。2007年应用于中国首个具自主知识产权的中节能宿迁生物质热电联产项目，是国际上首个流态化燃用秸秆的生物质利用项目；采用该技术的粤电湛江项目是中国最大的生物质燃烧利用项目。该技术颠覆了学术界不能用流化床燃用秸秆类高碱生物质的论断，形成了以流态化清洁高效燃烧为核心的生物质燃烧利用成套技术，在碱金属问题的抑制、燃料适应性、燃烧效率、污染物排放和投资成本等方面均显著优于引进技术，打破了国外技术的垄断，开创了新的技术流派，引领了产业发展。2014年教育部组织的成果鉴定意见认为“研究成果整体达到国际先进水平，其中针对高碱生物质燃料的流态化燃烧、拨控式给料等关键技术达到国际领先水平”。已应用于106台套生物质燃烧装置，其中15家应用单位近三年新增产值约80.4亿元，新增利润约5.7亿元，利用了约1620万吨农林业废弃物，替代标准煤约620万吨，减排二氧化碳约1600万吨、颗粒物约18万吨、C0约78万吨，增加农民收入约46亿元。