低碳技术 生物质炉前干燥技术

生物质在生长过程中将太阳能收集、提质，产生高温热量，是一种很好的零碳能源。在双碳背景下，生物质的应用受到了越来越多的关注，生物质发电、生物质制气、生物质产蒸汽、生物质供暖等技术发展迅速，逐渐深入到各个用热行业。

生物质应用方式中，通过锅炉燃烧是重要的技术手段。受原料加工、储存等因素的影响，生物质燃料的含湿量相对较高，可能达到30%左右，甚至更高。这种情况下，如果直接进入锅炉中燃烧，会大幅度降低燃料利用效率。原因在于，生物质燃烧释放的热量中，一部分用于加热燃料中的水分，热量最终以水蒸气的形式与烟气一起排出。这部分热量非常可观，降低的燃料利用效率在4%左右。

由此可见，降低排烟热损失，特别是潜热损失，是提高生物质锅炉经济性的重要手段。根据生物质锅炉的应用场景，烟气余热利用可以分为直接回收和间接回收两种。

烟气余热直接回收一般应用在供暖锅炉上。此时外部热负荷大、水温低，可以采用热泵+烟气取热器的组合进行余热回收。该技术的优势在于回收彻底，能够将排烟温度降低至25℃以下，回收烟气中80%以上的水蒸气热量，不足之处在于热泵的初投资比较高。尽管如此，这种余热回收方式的收益大、经济性好，投资回收期也比较合理，有合适的条件尽量采用这种技术。

烟气余热间接回收一般用在供蒸汽锅炉上。这种场合下，锅炉补水量相对较少，补水预热热量无法充分回收烟气热量，锅炉排烟温度一般都很高，约在100℃以上。这时需要采用生物质炉前干燥技术。

生物质炉前干燥技术也是利用烟气余热的过程，特别适用于高温排烟的生物质锅炉。在锅炉进料口设置炉前干燥机，通入高温过热气体与生物质燃料直接接触，将其中的水分蒸发带走，干燥后的生物质燃料再进入锅炉燃烧。生物质的可燃成分没有损失，热值不变，但含水量明显降低，损失在水蒸气中的热量减少，更多的热量通过锅炉传递给外部介质，成为有效输出，最终提高锅炉能源利用效率。高温过热气体可以是烟气，也可以是热空气。

如果生物质燃料的含湿量过高，或者烟气热量无法将生物质烘干至足够的湿度，还可以根据经济性考虑其他加热热源，配合热回收装置，实现进一步的炉前干燥。

生物质炉前干燥技术的优点是适用于各类生物质锅炉，且造价较低；缺点是受干燥热源的限制，无法充分干燥燃料，最终生物质中仍含有不少水分。这导致了生物质锅炉烟气中仍存在较多的水蒸气，降低锅炉排烟热损失的效果较差。一般而言，这种技术可以将生物质燃料的含湿量降低至20%以下，提高锅炉效率1-1.5%左右。

总体而言，生物质炉前干燥技术是提高锅炉能源利用效率的有效手段，投资较低且效果明显，值得推广应用。