連續(xù)蓄熱式生物質(zhì)氣化/燃燒供熱系統(tǒng)*

王建偉，趙磊磊，延廷琪

（山東科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，山東 青島 266590）

0 引 言

生物質(zhì)能源的傳統(tǒng)利用方式以直接燃燒為主，這種利用方式不但熱利用效率偏低，而且污染物排放濃度也仍然偏高。因此，生物質(zhì)直燃在中國(guó)的很多地區(qū)并不被視為清潔燃料，而生物質(zhì)氣化燃?xì)鈩t被視為一種值得推廣的清潔能源。蓄熱式燃燒技術(shù)，又稱高溫空氣燃燒技術(shù)，是20世紀(jì)90年代開始推廣的一項(xiàng)新型燃燒技術(shù)，它具有高效煙氣余熱回收、空氣和燃?xì)忸A(yù)熱溫度高以及低氮氧化合物排放的優(yōu)越性，從而廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、機(jī)械、建材等工業(yè)生產(chǎn)中，并已出現(xiàn)迅猛發(fā)展的勢(shì)頭。

但是，傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化和蓄熱式燃燒技術(shù)也各自存在一定的不足。

生物質(zhì)氣化的不足體現(xiàn)在：①生物質(zhì)中堿金屬含量高，在氣化爐內(nèi)會(huì)導(dǎo)致灰熔點(diǎn)下降，易結(jié)渣，且氣化強(qiáng)度、能源轉(zhuǎn)換效率會(huì)出現(xiàn)明顯下降。氣化后，大部分堿金屬則轉(zhuǎn)移至氣相，會(huì)導(dǎo)致下游熱利用設(shè)備出現(xiàn)堵灰和腐蝕[1]；②生物質(zhì)氣化燃?xì)庵泻写罅拷褂停淠笠讓?dǎo)致管路、閥門堵塞。此外，焦油本身熱值較高，不回收利用會(huì)導(dǎo)致能量的浪費(fèi)，而作為分解焦油最有前景的催化裂解法，其鎳基催化劑在焦油的分解方面非?；钴S，但容易碳沉積導(dǎo)致催化劑失活。并且鎳化合物有毒，其處理將會(huì)帶來潛在的環(huán)境問題[2]；③生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?，其燃燒溫度低，易出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象。

傳統(tǒng)蓄熱式燃燒的不足體現(xiàn)在：①高溫預(yù)熱空氣的間歇變向會(huì)導(dǎo)致熱利用設(shè)備內(nèi)壓力劇烈波動(dòng)；②以高熱值燃?xì)猓ㄈ缣烊粴獾龋槿剂蠒r(shí)，不但原有的節(jié)能、低氮等優(yōu)勢(shì)會(huì)降低，而且實(shí)際應(yīng)用過程的復(fù)雜性反而會(huì)導(dǎo)致NOx的排放遠(yuǎn)超預(yù)期；③兩側(cè)蓄熱體水當(dāng)量比的不平衡，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)理論上的極限熱回收。

本文結(jié)合生物質(zhì)氣化與蓄熱式燃燒兩種技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，提出一種能夠克服兩種技術(shù)的缺陷并充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的方案，搭建一套完整的高效低排放生物質(zhì)熱利用系統(tǒng)，以期能夠最大限度地提高生物質(zhì)利用的熱效率，降低污染物排放量。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 系統(tǒng)流程

為了填補(bǔ)當(dāng)前煤炭和天然氣應(yīng)用大面積受限而導(dǎo)致的清潔可再生能源嚴(yán)重空白的現(xiàn)狀，提出了一種連續(xù)蓄熱式生物質(zhì)氣化/燃燒供熱系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1 連續(xù)蓄熱式生物質(zhì)氣化燃燒供熱系統(tǒng)的原理及流程圖Fig. 1 Principle and flow chart of continuous regenerative biomass gasification combustion heating system

系統(tǒng)工藝流程如下：蓬松生物質(zhì)與添加劑（碾碎的貝殼或高嶺土）一起壓縮制成高密度成型燃料，在上吸式生物質(zhì)氣化爐內(nèi)氣化為燃?xì)?；氣化爐的水冷套產(chǎn)生的水蒸氣則與高溫空氣一起，作為下游部分氧化法焦油裂解過程使用的改性氣；氣化燃?xì)庵械慕褂驮趦杉?jí)焦油裂解器（部分氧化法+催化裂解法）內(nèi)徹底分解為可燃?xì)怏w小分子；高溫燃?xì)馔ㄟ^空氣預(yù)熱器降溫至大約 200℃后進(jìn)入布袋除塵器除塵凈化；經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱的空氣作為氣化劑從底部進(jìn)入氣化爐；凈化后的低熱值燃?xì)膺M(jìn)入燃燒器，在超過 1 000℃的高溫空氣的助燃作用下進(jìn)行高溫低氧稀釋燃燒（蓄熱式燃燒）；燃燒后產(chǎn)生高溫?zé)煔?，依次流?jīng)高溫四通閥、蓄熱體、低溫四通閥、冷凝式換熱器，完成放熱的煙氣最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)排放至大氣，排煙溫度為 40℃[7]。生物質(zhì)燃燒煙氣中富含的大量水蒸氣在冷凝式換熱器內(nèi)釋放出汽化潛熱。環(huán)境中的冷空氣混合小部分引風(fēng)機(jī)處排放的煙氣完成氧稀釋后，再經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)升壓，然后依次流經(jīng)低溫四通閥、另一側(cè)蓄熱體、高溫四通閥，完成吸熱升溫后成為溫度超過1 000℃的高溫空氣。產(chǎn)生的高溫空氣分為兩股，分別作為蓄熱式燃燒的助燃空氣和部分氧化法焦油裂解所用的氧化分解改性氣。

在添加劑和催化劑的選擇上，選用海洋廢棄物，如扇貝殼、牡蠣殼、花蛤殼等，根據(jù)KAEWPANHA等[3]的測(cè)試結(jié)果，貝殼的主要成分中 CaCO3含量接近98%，是一種非常適合的添加劑材料。

摻混貝殼添加劑的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)工藝為：將廢棄的貝殼進(jìn)行碾磨、篩分，（粒徑 ＜ 250 μm）按一定比例在混料器中摻混到生物質(zhì)粉狀料中、在生物質(zhì)成型機(jī)械中壓縮成高密度燃料。

以廢棄的貝殼為基體負(fù)載銅的催化劑制備工藝為：將廢棄的貝殼進(jìn)行碾磨、篩分（粒徑 ＜ 250 μm），1 000℃煅燒2 h，用1%質(zhì)量濃度的Cu(NO3)2水溶液浸漬、在110℃下干燥12 h、650℃煅燒3 h、壓制成片待用。

1.2 煙氣四通閥

蓄熱式鍋爐需要每隔一段時(shí)間通過換向閥對(duì)空氣與煙氣進(jìn)行換向，在傳統(tǒng)切換閥中流通的氣流為常溫空氣與已被降溫的煙氣，換向閥的切換時(shí)間對(duì)陶瓷蜂窩體的溫度效率和熱效率有一定的影響，同時(shí)也會(huì)影響爐內(nèi)溫度的變化和火焰的燃燒狀況。

為了提高鍋爐熱效率，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了可以連續(xù)產(chǎn)生高溫空氣的換向裝置。其中，高溫?zé)煔忾y的結(jié)構(gòu)如圖2所示，連桿1被氣缸帶動(dòng)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，2為高溫?zé)煔膺M(jìn)氣口，3為高溫空氣排氣口，4、5為煙氣孔，6、7為空氣孔，隔板8將左右兩邊分隔為煙氣側(cè)和空氣側(cè)，隔板9將蓄熱體分隔為兩組，煙氣閥內(nèi)壁貼一層1 cm厚的陶瓷纖維紙。

高溫?zé)煔忾y的工作原理：從蓄熱鍋爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^2進(jìn)入高溫?zé)煔忾y，連桿1在氣缸的帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)往上拉時(shí)，4、6被關(guān)閉，5、7被打開，高溫?zé)煔鈴臒煔鈧?cè)煙氣孔5透過隔板9一側(cè)的蜂窩陶瓷蓄熱體，通過輻射和對(duì)流方式迅速將熱量傳給蓄熱體，煙氣被冷卻后向下排出高溫?zé)煔忾y；此時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)將常溫空氣透過隔板9另一側(cè)的蓄熱體，蓄熱體以對(duì)流換熱為主的方式把熱量迅速傳給空氣，蓄熱體被冷卻，空氣被加熱，迅速升溫至1 000℃以上。加熱后的空氣從空氣孔7進(jìn)入高溫?zé)煔忾y，通過高溫空氣排氣口3排出。當(dāng)往下推時(shí)，5、7被關(guān)閉，4、6被打開，高溫?zé)煔鈴臒煔鈧?cè)煙氣孔4透過蜂窩陶瓷蓄熱體，通過輻射和對(duì)流方式將熱量傳給蓄熱體，煙氣被冷卻后向下排出高溫?zé)煔忾y；同時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)將常溫空氣透過蓄熱體，把熱量迅速傳給空氣，蓄熱體被冷卻，空氣被加熱，迅速升溫至1 000℃以上。加熱后的空氣從空氣孔6進(jìn)入高溫?zé)煔忾y，通過高溫空氣排氣口3排出。

圖2 （a）煙氣四通閥；（b）煙氣四通閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig. 2 (a) Four-way valve; (b) internal structure of the four-way valve

高溫?zé)煔忾y中煙氣溫度在1 300℃左右，其內(nèi)壁貼有一層1 cm厚陶瓷纖維紙，而四根拉桿需要對(duì)其水冷卻以防止其高溫腐蝕。水冷裝置結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 水冷閥板/閥桿結(jié)構(gòu)圖Fig. 3 Water-cooled valve plate / stem structure

高溫?zé)煔忾y水冷裝置工作原理：循環(huán)水泵將循環(huán)冷卻水箱中的冷卻水從入口2打進(jìn)拉桿中內(nèi)管，冷卻水向下流到拉桿底部擋板 4，然后在擋板的隔擋下，冷卻水沿拉桿內(nèi)壁向上流動(dòng)，經(jīng)出口3流入循環(huán)水箱中，以此循環(huán)。

低溫?zé)煔忾y的結(jié)構(gòu)和工作原理與高溫?zé)煔忾y相似，唯一的區(qū)別在于低溫?zé)煔忾y的閥板和閥桿的工作溫度較低，因而取消了水冷系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的煙氣換向閥需要煙氣和空氣頻繁換向，使其工作具有不連續(xù)性，煙氣和高溫空氣流量會(huì)隨之波動(dòng)。傳統(tǒng)煙氣換向閥的切換時(shí)間影響蓄熱體的溫度效率和熱效率，同時(shí)對(duì)爐溫波動(dòng)和火焰燃燒狀況也有很大的影響，所以選用合適的切換時(shí)間是非常重要的。本文中煙氣閥克服了頻繁換向的問題，使高溫?zé)煔夂统乜諝獾膿Q熱可以連續(xù)進(jìn)行，大大提高了煙氣余熱回收的效率。同時(shí)，高溫?zé)煔忾y中加入水冷卻系統(tǒng)，很好地避免了高溫?zé)煔鈱?duì)煙氣閥的高溫腐蝕。

1.3 蓄熱體部分

方案中蓄熱體為蜂窩陶瓷蓄熱體，其一般以硅鋁系原料中的莫來石質(zhì)、堇青石質(zhì)、高鋁質(zhì)或莫來石?堇青石為原料，壁厚在0.5 ～ 2 mm左右，與傳統(tǒng)的小球蓄熱體相比，蜂窩陶瓷蓄熱體體積小、質(zhì)量輕，具有較大的比表面積，蓄放熱速度快，傳熱能力強(qiáng)，耐火度高[4]。同時(shí)其孔道呈直線型，流通截面積較大，壓力損失較小，且不易發(fā)生堵塞，自潔性好。

溫度效率和熱效率是評(píng)價(jià)蓄熱體換熱性能的重要指標(biāo)。

經(jīng)蜂窩陶瓷蓄熱體換熱后的高溫空氣幾乎等于爐內(nèi)煙氣的溫度，二者溫差縮小至50 ～ 100℃的極限換熱水平。蓄熱體的溫度效率能達(dá)到90%以上，熱效率達(dá)80%以上，很好地實(shí)現(xiàn)了余熱回收的目的[5]。

根據(jù)孟祥龍等[6]的研究表明，蓄熱體傳熱和阻力性能受操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，蓄熱室空室流速在 0.7 ～ 3.0 m/s之間選取，對(duì)應(yīng)的綜合傳熱系數(shù)在 5.0 ～ 12 W/(m2·℃) 范圍內(nèi)；蓄熱體比表面積在500 ～ 1 000 m2/m3之間選?。粨Q向時(shí)間在 60 ～ 180 s之間選?。恍顭狍w高度在1 800 ～ 2 500 mm之間選取。本方案根據(jù)孟祥龍等的實(shí)驗(yàn)及理論研究選擇了最優(yōu)的操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以增加其傳熱性能，并且減小阻力損失。

1.4 煙氣冷凝熱與冷凝水回收

生物質(zhì)燃料中通常含有比煤、石油、天然氣等化石燃料更多的水分，因此生物質(zhì)燃燒后煙氣中水蒸氣含量較高，排煙中可回收的水蒸氣潛熱份額會(huì)很大。以松木為例，其水分、過量空氣系數(shù)與水蒸氣體積百分比的關(guān)系如圖4所示。與煤、天然氣這種化石燃料相比，生物質(zhì)燃料回收廢熱，提高鍋爐熱效率更有優(yōu)勢(shì)，是更容易實(shí)現(xiàn)的。因此，該方案中加入了冷凝式換熱器來回收水蒸氣及其潛熱。

圖4 松木水分、過量空氣系數(shù)與水蒸氣體積百分比的關(guān)系Fig. 4 Relationship between pine moisture, excess air coefficient and water vapor volume percentage

當(dāng)排煙溫度降低到水蒸氣露點(diǎn)溫度以下，大量冷凝水和 NOx、SOx等酸性氣體混合產(chǎn)生具有腐蝕性的酸性溶液，會(huì)對(duì)換熱器產(chǎn)生低溫腐蝕。新型的氟塑料換熱器，如聚四氟乙烯、氟化乙丙烯、聚偏氟乙烯等，比一般的金屬換熱器具有更好的抗腐蝕能力，且不易在換熱器表面產(chǎn)生痕跡[7-8]，因此，此方案設(shè)計(jì)安裝的冷凝式換熱器采用氟塑料換熱器。

2 工作原理及性能分析

2.1 上吸式氣化爐內(nèi)堿金屬、硫、氯的控制原理與性能分析

生物質(zhì)燃料中含有比煤炭等固體燃料中更多的堿金屬，而堿金屬進(jìn)入灰渣中會(huì)導(dǎo)致其灰熔點(diǎn)下降而易于結(jié)渣，進(jìn)入氣相中則會(huì)導(dǎo)致下游換熱面堵灰、腐蝕等問題，一直是生物質(zhì)利用過程中需要慎重對(duì)待的大問題。對(duì)此，本供熱系統(tǒng)擬采用如下兩個(gè)方法解決：

（1）氣化爐的設(shè)計(jì)采用上吸式氣化方式。其理由在于，根據(jù)OLWA等[9]的研究，上吸式氣化方式可以將生物質(zhì)中99%的堿金屬滯留于爐內(nèi)。本課題組分別以花生殼、稻稈和玉米稈為燃料對(duì)直燃和上吸式氣化燃燒進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)[10]：即盡管上述3種生物質(zhì)燃料中的堿金屬原始含量存在差異，但采用上吸式氣化燃燒所產(chǎn)生煙氣中的堿金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于直燃。其原因在于上吸式氣化爐出口的燃?xì)鉁囟却蠹s在250 ～ 350℃之間，在氣化爐的氧化層等高溫區(qū)域揮發(fā)進(jìn)入到燃?xì)庵腥サ膲A金屬，當(dāng)跟隨燃?xì)怆x開氣化爐時(shí)，會(huì)依次流經(jīng)溫度逐漸降低的熱分解層和干燥層，其溫度也逐漸下降。這樣，即使已經(jīng)揮發(fā)進(jìn)入氣相的堿金屬，也會(huì)逐漸因冷凝而被上部的冷料層過濾下來，隨著料層的下降而逐漸下沉，在合適的溫度條件下，會(huì)與灰渣中的其他元素發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最后以固態(tài)排渣的形式與其他灰渣成分一起排出。該過程稱之為上吸式氣化方式對(duì)揮發(fā)堿金屬的過濾滯留效應(yīng)，是上吸式氣化方式相較于其他氣化方式的重要優(yōu)勢(shì)之一。

（2）在生物質(zhì)成型燃料壓縮成型的過程中，摻入一定比例的添加劑用以固定燃料中的堿金屬和硫、氯，并提高灰熔點(diǎn)，抑制結(jié)渣。謝澤瓊等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用石灰石、高嶺土等作為添加劑時(shí)，均能達(dá)到將堿金屬有效地滯留在爐內(nèi)的目的，從而大大減少了進(jìn)入到氣化燃?xì)庵械膲A金屬含量。同時(shí)，摻入添加劑也能起到提高灰熔點(diǎn)的作用。例如高嶺土主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O晶體，在氣化過程能夠與堿金屬發(fā)生反應(yīng)形成高熔點(diǎn)的硅鋁酸鹽[12]。石灰石的主要成分是 CaCO3，其固定鉀后的產(chǎn)物為碳酸鉀鈣石[9]。高嶺土和石灰石的固鉀反應(yīng)機(jī)理如表1所示。

表1 高嶺土和石灰石的固鉀反應(yīng)機(jī)理Table 1 Reaction mechanism of potassium fixation between kaolin and limestone

路春美等[13]研究還表明，燃料中摻入的添加劑同時(shí)還能在氣化過程中起到爐內(nèi)固定硫的作用，可以明顯降低進(jìn)入到燃?xì)庵械腍2S和HCl的含量，從而可以減輕其對(duì)下游設(shè)備的腐蝕。此外，添加劑的含量并非越多越好，而是存在一個(gè)飽和點(diǎn)。例如高嶺土催化劑的含量以5%為最佳[14]。

通過聯(lián)合利用上吸式氣化爐和在燃料中添加海洋廢棄物貝殼兩種方法，使得生物質(zhì)氣化過程中堿金屬的遷移方向更傾向于以固態(tài)高熔點(diǎn)化合物形式滯留于爐內(nèi)，并最終以排渣的形式離開氣化爐，而不是進(jìn)入到燃?xì)庀嘀?，從而大大地減輕下游燃?xì)馊紵盁峤粨Q設(shè)備的堵灰和腐蝕問題。高熔點(diǎn)灰渣的形成也有利于防止形成結(jié)渣，并可以提高氣化爐的氣化強(qiáng)度，從而減少氣化爐的設(shè)計(jì)尺寸、占地空間。

2.2 生物質(zhì)焦油的裂解

上吸式氣化燃?xì)庵芯哂泻芨叩慕褂秃?，而焦油的存在不但降低了燃?xì)獾臒嶂?，而且?dāng)其低溫凝結(jié)時(shí)，還會(huì)與灰塵混合在一起，導(dǎo)致管道、閥門發(fā)生堵塞，影響用熱設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)，焦油本身也具有較高的熱值，如能加以回收，則有利于提高燃?xì)獾臒嶂岛驼麄€(gè)氣化過程的能源轉(zhuǎn)換效率。為此，設(shè)計(jì)方案中還設(shè)置了兩級(jí)焦油分解反應(yīng)器。

兩級(jí)焦油處理器工作原理為：第一級(jí)采用部分氧化分解法，利用來自氣化爐水冷套的高壓蒸汽與部分經(jīng)蓄熱體預(yù)熱后的高溫空氣混合形成高溫空氣和水蒸氣的混合物，以引射混合的方式噴射到燃?xì)飧邷馗男云髦?，?00 ～ 1 000℃的高溫下發(fā)生部分氧化和分解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦油的初級(jí)裂解。第二級(jí)采用催化裂解法，可以將燃?xì)庵袣堄嗟男〔糠纸褂蛷氐追纸鉃樾》肿託怏w，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦油的第二級(jí)深度裂解。

燃?xì)飧邷馗男云靼ǎ孩僖淦?，利用來自氣化爐水冷套的高壓蒸汽引射經(jīng)蓄熱體預(yù)熱后的部分高溫空氣；②前置裂解反應(yīng)區(qū)，高溫部分氧化法燃?xì)飧男詤^(qū)；③催化裂解反應(yīng)區(qū)，由煅燒貝殼作為基體并負(fù)載銅作為催化劑。

在1 300℃的溫度水平下，攜帶大量焦油的燃?xì)庠诟男云靼l(fā)生熱裂解反應(yīng)，從而顯著降低燃?xì)庵械慕褂秃浚浞磻?yīng)方程如下式所示：

通過焦油裂解器將氣化燃?xì)庵泻械拇罅拷褂蛷氐追纸夂?，最終不但可以避免燃?xì)庵薪褂屠淠龑?dǎo)致的管道、閥門的堵塞問題，而且在一定程度上提高了燃?xì)獾臒嶂怠?/p>

2.3 蓄熱式燃燒

蓄熱式換熱技術(shù)是 21世紀(jì)節(jié)能和環(huán)保最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，其工作原理是高溫?zé)煔夂屠淇諝饨惶媪鹘?jīng)蓄熱體并進(jìn)行換熱，當(dāng)煙氣流過蓄熱體時(shí)，煙氣把自身的熱量傳給蓄熱體，蓄熱體存儲(chǔ)熱量，溫度逐漸升高；下一個(gè)周期切換四通閥后，從鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)四通閥來的冷空氣流過，冷空氣從蓄熱體得到熱量，蓄熱體的溫度逐漸降低。如此反復(fù)形成一個(gè)非穩(wěn)態(tài)的傳熱過程。這樣，通過蓄熱體的冷空氣達(dá)到了預(yù)定高溫，煙氣又下降到了預(yù)定低溫，蓄熱體就把高溫?zé)煔庵械娘@熱轉(zhuǎn)移到了冷空氣中，最大限度地回收了高品質(zhì)余熱[15]。

根據(jù)調(diào)研，初步估計(jì)各系統(tǒng)的性能參數(shù)如表2、表3所示。

表2 性能參數(shù)1估算Table 2 Estimation of performance parameter 1

表3 性能參數(shù)2估算Table 3 Estimation of performance parameter 2

3 結(jié) 論

3.1 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）生物質(zhì)燃料中摻混一定比例的添加劑，并結(jié)合上吸式氣化方式，能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)固定絕大多數(shù)堿金屬和一定比例的硫、氯，從而可以大幅度減少氣化燃?xì)庵形廴疚锏脑寂欧艥舛取?/p>

（2）利用海洋廢棄物貝殼分別作為燃料添加劑和焦油裂解的催化劑，實(shí)現(xiàn)了海洋廢棄物的高值化、資源化回收利用。

（3）低溫?zé)煔馑耐ㄩy、蓄熱體，以及采用水冷閥板/閥桿設(shè)計(jì)的高溫?zé)煔馑耐ㄩy三者的聯(lián)合使用，使得高溫預(yù)熱空氣的連續(xù)發(fā)生成為可能，徹底解決了傳統(tǒng)蓄熱式燃燒方式中高溫空氣間歇發(fā)生所導(dǎo)致的系列問題。

（4）氣化燃?xì)庑顭崾饺紵Y(jié)合部分煙氣再循環(huán)，不但可以保證低熱值燃?xì)獾姆€(wěn)定燃燒，且低熱值 +低氧的燃燒特點(diǎn)，使得燃燒過程中無火焰峰值，溫度場(chǎng)均勻，可以大幅度降低NOx的生成，有利于實(shí)現(xiàn)超低排放。

（5）利用的生物質(zhì)水分含量高、硫含量低的優(yōu)勢(shì)，可回收生物質(zhì)鍋爐排煙中的水蒸氣及其潛熱，提高熱效率的同時(shí)節(jié)約了一部分水資源。

3.2 應(yīng)用前景

本供熱系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合預(yù)期將包括：

（1）可以直接用于替代現(xiàn)有使用天然氣、發(fā)生爐煤氣等作為民用供暖和工業(yè)供熱的中、小型燃?xì)夤釄?chǎng)所。

（2）可以直接用于替代現(xiàn)有使用燃煤鍋爐、生物質(zhì)直燃鍋爐、生物質(zhì)燃燒機(jī)等作為民用供暖和工業(yè)供熱的中、小型固體燃料供熱場(chǎng)所。

（3）可以直接用于小城鎮(zhèn)及新農(nóng)村地區(qū)的集中供氣、區(qū)域清潔供暖場(chǎng)所。

（4）可以直接用于替代泳池、浴池等場(chǎng)所的熱水供應(yīng)場(chǎng)所。

綜上所述，所設(shè)計(jì)的供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CO2零排放，并且以可再生的廉價(jià)生物質(zhì)資源為燃料，改固體燃料直接燃燒為蓄熱式氣化燃燒，不但大幅度降低了各項(xiàng)污染物的原始排放濃度，抑制腐蝕和堵灰問題，而且能夠有效回收煙氣中的潛熱與顯熱，大幅度提高了能源利用過程的熱效率，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)性，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等綜合效益顯著，完全符合國(guó)家提倡的可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，應(yīng)用前景十分廣闊。