（一）概述

長(zhǎng)期的實(shí)踐說明，木質(zhì)廢料作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)原料的綜合利用實(shí)際效益并不顯著，科學(xué)論證也說明在現(xiàn)有條件下木質(zhì)廢料作為工業(yè)原料利用和農(nóng)業(yè)利用不一定是較佳方案。而作為能源燃料利用比其它綜合利用方式具有顯著的效益優(yōu)勢(shì)。

由于我國(guó)是一個(gè)少林國(guó)家，長(zhǎng)期以來政府明文規(guī)定木材不能作為燃料燃燒，木質(zhì)廢料應(yīng)進(jìn)行資源綜合利用。所以，20世紀(jì)80年代末期以前，我國(guó)是沒有燃木鍋爐這一鍋爐產(chǎn)品的。當(dāng)我們1989年經(jīng)過科學(xué)論證在廣州某項(xiàng)目上決定從德國(guó)進(jìn)口一臺(tái)1 5噸燃木鍋爐 時(shí)，就遇到了許多包括審批在內(nèi)的麻煩。到今天木質(zhì)廢料作為能源燃料利用已經(jīng)成為林產(chǎn)工業(yè)企業(yè)的一條重要途徑’其燃燒方式已不再局限于燃木鍋爐一種，已經(jīng)出現(xiàn)了許多燃燒 利用的新方法和新技術(shù)，木質(zhì)廢料的燃燒利用水平越來越高，效益越來越好。

（二）木質(zhì)廢料的燃燒技術(shù)

從1989年我們引進(jìn)安裝全國(guó)臺(tái)燃木鍋爐起，至今已經(jīng)出現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)燃木鍋爐、木 質(zhì)廢料與煤混燒鍋爐、木粉燃燒爐、廢料分層燃燒爐、有機(jī)熱載體混燒爐、粉屑與煤混燒熱風(fēng)爐、熱能自備工廠廢料與廢油混燒爐等多種方式和方法。下面重點(diǎn)論述幾種燃燒方式。

1．燃木鍋爐

燃木鍋爐是專門為燃燒木質(zhì)材料而設(shè)計(jì)的，真正意義上的燃木鍋爐在我國(guó)只有十幾年 的時(shí)間，現(xiàn)已發(fā)展為多品種多型號(hào)和不同用途的燃木鍋爐。中密度纖維板企業(yè)所用的燃木 鍋爐已經(jīng)改進(jìn)為燃料分層多種燃料混燒工業(yè)爐，可噴燃木粉、鋸屑，可燃燒木片，可燃燒 木塊、木端頭、枝椏，木質(zhì)原料不夠用時(shí)還能燃燒重油。

密度板廠家各車間排放出來的廢料主要有廢纖維、木屑、裁邊過程中的邊料和木 屑、砂光過程中的砂光粉，這些廢料各有不同的形狀結(jié)構(gòu)，作為廢料用于燃木鍋爐必須進(jìn) 行一定的技術(shù)處理。各工段排出的廢纖維、木屑經(jīng)氣力輸送系統(tǒng)直接送至木片料倉儲(chǔ)存， 砂光粉則經(jīng)風(fēng)機(jī)氣力輸送至木粉倉集中儲(chǔ)存。經(jīng)儲(chǔ)存在木片倉的廢木料由安裝在料倉底部的出料螺旋定量定速排出，經(jīng)刮板輸送機(jī)送至燃木鍋爐的布料器，在專用布料器的作用下 向爐膛內(nèi)均勻分布木料。存儲(chǔ)在木粉倉的砂光粉則經(jīng)噴射系統(tǒng)噴入爐膛內(nèi)。木料經(jīng)過充分燃燒后在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣經(jīng)多旋風(fēng)子除塵器除塵后進(jìn)人煙囪，直接排人大氣。由于 廢木料主要成分為碳、氧、氫、氮和灰分，不含硫和其它有害成分，因此其燃燒產(chǎn)物不含硫化物，燃燒后也不含一氧化碳、碳?xì)浠衔?，產(chǎn)生氫氧化合物也很少，所以煙氣中幾乎不存在有窖氣體。木材燃燒后產(chǎn)生不到1%的灰粉，灰粉一部分經(jīng)多旋風(fēng)子除塵器除塵后自動(dòng)積存在灰罐中，然后用灰車人工清運(yùn)，另一部分由鍋爐的出灰槽積存，人工清運(yùn)。煙氣含塵質(zhì)量濃度完全可控制在國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/m³以內(nèi)。

2．有機(jī)熱載體混燒爐

有機(jī)熱載體混燒爐于20世紀(jì)80年代初在我國(guó)誕生，是以煙煤、輕油、重油和燃?xì)鉃槿剂?，?dǎo)熱油為熱載體，通過循環(huán)泵強(qiáng)制閉路液相循環(huán)將熱能輸送給用熱設(shè)備，然后返回加熱爐再加熱的直流式特種工業(yè)爐。其主要特點(diǎn)：
①能在較低的運(yùn)行壓力下，獲得3400C 以下的工作溫度，具有低壓高溫的技術(shù)特性；
②可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加熱和精確的溫度調(diào)節(jié)，滿足不同的工況要求；在熱負(fù)荷變化的場(chǎng)合，熱效率均能保持在較佳水平；
③閉路循環(huán)，液 相輸送熱能，熱損失少，節(jié)能效果顯著。所以，混燒爐被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在林產(chǎn)工業(yè)系統(tǒng)主要用作熱壓和干燥，特別適合中小企業(yè)。近年來許多企業(yè)利用砂光粉和鋸屑作燃料，對(duì)有機(jī)熱載體混燒爐進(jìn)行改造，應(yīng)用效果不錯(cuò)。黑龍江萬力木業(yè)有限公司根據(jù)企業(yè)的自身特點(diǎn)，在吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了木粉懸浮噴燃技術(shù)，對(duì)工廠型號(hào)為YLL-4200A的有機(jī)熱載體混燒爐的燃燒方式進(jìn)行技改，增設(shè)木粉輸送烘燒系統(tǒng)。在有機(jī)熱載體混燒爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)層（煤）懸（木粉）混合燃燒，取得了成效。有機(jī)熱載體混燒爐、木 粉輸燃系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

(1)木粉輸燃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
①木粉經(jīng)噴嘴噴人爐膛呈懸浮燃燒，其燃燒狀態(tài)復(fù)雜， 安全性要求高。設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)可能會(huì)造成木粉爆燃、回燃等現(xiàn)象，使安全門動(dòng)作，并突 然熄火而使熱載體爐負(fù)荷損失嚴(yán)重或引發(fā)事故。鑒于熱載體爐安全性要求，力求不動(dòng)爐本體，不改動(dòng)受熱面和熱載體循環(huán)系統(tǒng)的布置，實(shí)現(xiàn)煤層燃+木粉懸浮噴燃。
②木粉特有的易燃易爆性質(zhì)，為確保木粉輸燃系統(tǒng)和有機(jī)熱載體爐的安全運(yùn)行，加設(shè)安全裝置以確保運(yùn)行中的安全性和可靠性。
③在爐膛上部設(shè)置防爆門，在輸粉管路上設(shè)置防回燃裝置，在料倉上設(shè)有高、低料位計(jì)和防爆門。
④設(shè)置了多路報(bào)警信號(hào)與互動(dòng)聯(lián)鎖裝置?？砂垂に囈髮?shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓，控制風(fēng)粉供應(yīng)。如粉量、爐溫、負(fù)壓過低、設(shè)備過載等工藝參數(shù)變化，報(bào)警信號(hào)閃動(dòng)，聯(lián)鎖裝置自動(dòng)將相關(guān)設(shè)備停運(yùn)，以避免事故發(fā)生。

(2)木粉懸浮噴燃技術(shù)特點(diǎn)。
①旋風(fēng)冷卻噴嘴結(jié)構(gòu)。與煤粉鍋爐燃燒器噴嘴結(jié)構(gòu)類 似，該噴嘴有內(nèi)、外兩層組成，內(nèi)層設(shè)有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)料結(jié)構(gòu)，外層為冷卻風(fēng)夾套。一次風(fēng)與攜帶的木粉通過內(nèi)層旋轉(zhuǎn)導(dǎo)料結(jié)構(gòu)與外夾套中通人的二次風(fēng)造成旋轉(zhuǎn)射流噴人爐膛后呈懸浮狀向四周擴(kuò)散，形成易于引燃并傳播火焰的顆粒分布，并被爐膛內(nèi)高溫引燃。一方面，通 過嘖嘴進(jìn)入爐膛內(nèi)的二次風(fēng)可作為燃燒所需要的補(bǔ)充空氣，促使?fàn)t內(nèi)的氧與不完全燃燒產(chǎn)物混合，達(dá)到燃燒完全，減少未完全燃燒損失，提高鍋爐熱效率。另一方面，還對(duì)噴嘴起冷卻保護(hù)，延長(zhǎng)噴嘴使用壽命。
②噴嘴布置。對(duì)于木粉輸燃系統(tǒng)來說，燃燒工況組織是否良好，首先在于送粉方式選擇和噴嘴布置。在熱載體爐兩側(cè)，爐膛后上部開口各安設(shè)1只 噴嘴。木粉經(jīng)兩側(cè)噴嘴逆爐排運(yùn)行方向，由后向前沿爐排上燃煤火焰上方交叉噴射，在爐排前部上方著火后相交，燃燼后落人爐排隨灰排出。采用這一方式，延長(zhǎng)了木粉燃燒時(shí) 間’避免了因爐膛出口處溫度過高在該處結(jié)焦問題，保證木粉燃燒中心穩(wěn)定并強(qiáng)化燃燒效 果，使鍋爐出力大幅度得到提高。③實(shí)現(xiàn)層、懸混合燃燒。煤在鏈條爐排上燃燒；木粉噴射在爐膛空間呈懸浮燃燒層、懸混燃后，燃料的全部熱量都在爐膛空間放出，大大地提 高了爐膛溫度，并給爐排上的燃煤層以強(qiáng)烈的輻射，促使燃料燃燒完全。實(shí)踐證明，層、 懸混燃效果明顯'燃燒充分，排煙溫度、灰渣含碳量、上煤和除渣量大幅度降低。木粉投人后30min，爐膛溫度可提高200～250℃。升溫快，鍋爐熱負(fù)荷調(diào)節(jié)能力明顯增加，減輕司爐工勞動(dòng)強(qiáng)度。

3．木粉燃燒爐

木粉燃燒爐是一種專供木質(zhì)粉屑廢料燃燒的裝置，由供料系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和木粉燃燒室所組成。木粉燃燒爐經(jīng)過木質(zhì)廢料燃燒而產(chǎn)生的熱能將換熱設(shè)備的介質(zhì)（熱油、煙氣、 蒸汽）加熱到一定溫度和壓力后，供于干燥、熱壓等用熱設(shè)備。

（三）推薦的工藝流程

經(jīng)過試驗(yàn)研究和實(shí)踐證明， 采取砂光粉與木屑聯(lián)合人倉混合燃燒的處理工藝，砂光粉由風(fēng)機(jī)輸入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，大部分砂光粉經(jīng)旋轉(zhuǎn)排料閥排人木粉倉。其余隨尾氣送至旋風(fēng)袋式除塵器，進(jìn)行分離除塵，除塵器排出的尾氣達(dá)到國(guó)家含塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)。分離和除塵排出來的粉塵經(jīng)旋轉(zhuǎn)排 料閥送進(jìn)回收管網(wǎng)，再經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)回收進(jìn)入旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器尾氣進(jìn)入回收管網(wǎng)循環(huán)運(yùn)行。同樣，裁邊粉由風(fēng)機(jī)送人旋風(fēng)分離器后，分離的粉屑經(jīng)旋轉(zhuǎn)排料閥送人回收管網(wǎng)與砂光粉一道回收人倉，而尾氣再送人旋風(fēng)袋式除塵器，旋風(fēng)袋式除塵器排出的含塵濃度達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，分離和除塵后的粉塵經(jīng)旋轉(zhuǎn)排料閥送人回收管網(wǎng)。匯集在木粉倉的粉 屑經(jīng)倉底部的出料螺旋排料再經(jīng)高壓鳳機(jī)、專用木粉噴嘴噴人鍋爐爐膛浮燃燒。在系統(tǒng)中，由于砂光粉量大，而裁邊鋸屑相對(duì)少些，所以砂光粉旋風(fēng)分離器與回收旋風(fēng)分離器設(shè) 在木粉倉頂部，而其它設(shè)備均設(shè)在地面上。這種布置方式的結(jié)構(gòu)緊湊、科學(xué)合理、干凈衛(wèi)生、便于管理。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模比較大、砂光粉量較大時(shí)，仍可采用這種工藝方式，可以在此基礎(chǔ)上增大旋風(fēng)分離器和旋風(fēng)袋式除塵器的容量參數(shù)與數(shù)量，或者將砂光粉與裁邊木屑及其它粉塵分倉處理，分設(shè)兩個(gè)人爐噴放系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)企業(yè)實(shí)際可能產(chǎn)生粉屑數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)地分析計(jì)算，根據(jù)氣力平衡原理進(jìn)行平衡校核。

木粉不僅僅可以用噴放的方式送人鍋爐爐膛燃燒，也可以通過輸送機(jī)送人燃木鍋爐的 布料器布料燃燒，但由于木粉的特性決定其布料器必須設(shè)置防回火和防爆裝置。對(duì)于原企業(yè)鍋爐為煤粉鍋爐的，其木粉可以通過螺旋輸送機(jī)送人輸煤管道與煤粉一道燃燒，這種方式目前在我國(guó)有多家企業(yè)應(yīng)用，效果不錯(cuò)。粉屑與重油混合燃燒的工藝流程圖，砂光粉獨(dú)立設(shè)一個(gè)系統(tǒng)，木屑及其他廢料設(shè)一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)木屑的數(shù)量供 給情況用重油來調(diào)節(jié)鍋爐的連續(xù)運(yùn)行，這種方式目前有多家高中密度纖維板企業(yè)采用。相類似的工藝布置，這種工藝布置圖不但適合中密板企業(yè)，也適合刨花板等人造板企業(yè)。

（四）木質(zhì)廢料燃燒利用的經(jīng)濟(jì)分析

木質(zhì)廢料，特別是砂光粉和木屑在中密板企業(yè)中產(chǎn)生的數(shù)量較多，而實(shí)際回收價(jià)值并不 大，至少目前為止還沒有更科學(xué)、價(jià)值更大、市場(chǎng)更好的工藝?yán)梅桨副绕鸹厥杖紵酶掀髽I(yè)實(shí)際。那些用木粉制作碳棒而銷售不暢的工藝方案以及將木粉回收與原料摻和利用 而降低中密度纖維板質(zhì)量的方案通過證明都是不可取的。當(dāng)然對(duì)于粉屑的利用途徑今后還有發(fā)展?jié)摿?，也值得研究人員深入研究，這是研究領(lǐng)域的事，但作為企業(yè)目前不用再為此去做 太多的重復(fù)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)研究，應(yīng)用現(xiàn)有的研究成果就能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

以年產(chǎn)3萬m³中密度板企業(yè)為例，每年可產(chǎn)生砂光粉2640t，木屑1440t，合計(jì) 4080to廢木料的燃燒熱值為(2500～3500)×4186J/kg，粉屑的燃燒效率比較高，經(jīng)初 步測(cè)驗(yàn)其每噸粉屑相當(dāng)于0.9t普通煤，這樣約合3670t普通煤，按每噸240元計(jì)算，約合88萬元人民幣。如果計(jì)算運(yùn)輸費(fèi)用和粉屑作為廢料的處理費(fèi)用，每年直接節(jié)省的費(fèi)用近110萬元人民幣，可見粉屑回收燃燒利用的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。

（五）木質(zhì)廢料燃燒利用的環(huán)境分析

(1)木質(zhì)廢料，特別是粉屑通過系統(tǒng)的收集、儲(chǔ)存、定量排放和燃燒回收利用，徹底 地改變了生產(chǎn)環(huán)境，特別是改變了過去那種從集塵間清灰，產(chǎn)生嚴(yán)重污染的惡劣環(huán)境，改善了操作工人的勞動(dòng)條件。通過對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)達(dá)到環(huán)保部門所要求的環(huán)境指標(biāo)，對(duì)保 持工廠附近空氣環(huán)境指數(shù)起到積很的作用。

(2)木質(zhì)廢料的主要成分為碳、氧、氫、氮和灰，其中灰分占0.3%～1%，碳、氧、 氫在燃燒過程中被燃燒?；曳钟?0%～25%溶于水，其中鉀、鈉碳酸鹽占60%～70%， 不溶于水部分主要是鈣、鎂碳酸鹽，硅酸鹽和磷酸鹽，可見灰粉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有益的優(yōu)質(zhì) 肥料。

(3)木質(zhì)廢料成分幾乎不含硫，煙氣中沒右二氧化硫產(chǎn)生，氮占0.3%～0.6%，氧化 氮排放量可以忽略不計(jì)，所以煙氣中沒有有害成分，對(duì)環(huán)境不造成影響。

(4)就木質(zhì)廢料而言，燃燒過程中只有0.3%～1%的灰分產(chǎn)生，經(jīng)過高效多旋風(fēng)子除 塵器除塵后，測(cè)試表明從煙囪排出的煙氣含塵質(zhì)量濃度可控制在200mg/m3的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

(5)燃燒系統(tǒng)中沒有大的噪音源，所用風(fēng)機(jī)及設(shè)備的噪音均控制在規(guī)定的指標(biāo)以內(nèi)， 符合環(huán)保部門的檢測(cè)要求。

(6)粉屑燃燒不產(chǎn)生廢渣，產(chǎn)生少量的灰分是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)肥料，對(duì)環(huán)境不造成任何影響。