但是，由于目前我國城市生活垃圾熱值低、含水率高、灰土含量大、成分復雜，造成在爐膛內燃燒時燃燒效率低、爐膛溫度低、煙氣成分復雜等問題。在垃圾燃燒工況不好的情況下，經常要適當噴入燃油助燃，這樣在處理垃圾的同時浪費了其他資源，運行成本較高，經濟效益較差。
隨著能源問題的提出，作為可再生能源，生物質能在能源結構中的地位越來越重要；另外，相對于煤、石油等常規能源，生物質的燃燒過程具有C02零排放的特點。因此，世界各國相繼興起開發和利用生物質能新技術的熱潮。但是，有關垃圾與生物質混燒的研究鮮有報道。
為此進行了秸稈與城市生活垃圾混燒實驗，測量并分析了有關燃燒特性和污染物排放參數，以期對垃圾焚燒發電廠的運營提供一定的指導。
1、可行性分析
本研究選用秸稈作為與垃圾混燒的生物質，這是因為秸稈具有以下優點：
1)資源豐富：我國農作物秸稈年產6億t，資源擁有量居世界首位。據統計，35%秸稈未被合理利用，而是被農民就地焚燒，造成了極大的資源浪費。
2)品質高：秸稈是一種很好的清潔可再生能源，其平均含硫量只有0. 38%，而煤的平均含硫量約達1%。而且秸稈熱值約為15000 kj/kg，相當于標準煤的50%。
3)支撐性好：由于秸稈的支撐性好，可以提高整體混合燃燒物的蓬松性，使一次風順利地進入爐膛助燃，從而保證了高效充分燃燒，提高了燃燒溫度。
2、實驗部分
2.1實驗設備
本實驗是在華北某垃圾焚燒發電廠進行的，該電廠的主要設計參數見表l。
2.2實驗材料
本實驗摻混的秸稈以棉花桿為主，且棉花桿收集到廠后未做預處理。從進廠的垃圾和秸稈中抽取20個樣品，應用Vario EL型元素分析儀進行元素分析，分析結果（取平均值）如表2所示。
2.3實驗方法
對不同棉稈質量百分含量的混和垃圾進行了燃燒實驗，同時連續監測并記錄了反映機組運行效率的主要參數（爐膛溫度、燃燒效率和發電量等）和鍋爐污染物排放濃度，以分析混燒比對各種參數的影響。所有實驗中過量空氣系數(a=1.7)、脫酸反應劑（熟石灰）加入量等保持不變。
3、實驗結果與分析
3.1混燒對爐溫的影響
圖1為爐膛溫度隨秸稈質量百分含量的變化。從圖1中可以看出，爐膛溫度隨秸稈量的增加而增大。這是由于進廠生活垃圾的熱值較低(只有5400kj/kg)，所以其燃燒的爐膛溫度較低，在沒有燃油助燃的情況下，一般維持在600℃左右。隨著棉稈摻入量的增多，混合物熱值相應的增大，因此爐膛溫度逐漸變大。當棉稈的質量百分含量為14%左右時，混合物的熱值達到6780kj/kg，接近鍋爐的燃燒設計工況，鍋爐的燃燒狀況最佳。
3.2混燒對燃燒效率的影響
圖2為燃燒效率隨秸稈質量百分含量的變化。從圖2中可以看出，隨棉稈摻燒量的增多，燃燒效率增加。這主要是由于棉稈中揮發分含量高，使得燃料的不完全燃燒熱損失減少。
3.3混燒前后污染物排放濃度對比
3.3.1顆粒物的排放
從圖3可以看出，棉稈質量百分含量增加，顆粒物濃度明顯降低。從元素分析中可以看出，棉稈的灰份含量遠小于垃圾中灰份含量，因此，棉稈摻燒比例增加，燃燒產生的灰的總量減小，顆粒物排放濃度也相應減小。
3.3.2S02的排放
從圖4可以看出，棉稈質量百分含量增加，SO2的濃度略有增加，這是由于棉稈中硫元素的含量大于垃圾中硫元素的含量，因此隨棉稈摻燒比例增加．SO2的排放值大于混燒前排放量。
3.3.3 NOx的排放
從圖5可以看出，棉稈質量百分含量增加，NO；的濃度略有增加。雖然棉稈的含氮量略低于垃圾的含氮量，使得燃料型NO，生成量減小，但由于隨棉稈摻燒比例增加，爐膛溫度快速上升，導致熱力型NOx產量增大，從而NO，總排放量略有增加。
3.3.4 CO的排放
從圖6可以看出，棉稈質量百分含量增加，CO排放濃度略有降低。這是由于棉稈中揮發分含量高，燃料的燃燒較充分，因此CO的排放量減小。
3.3.5二惡英的排放
從表3中可以看出，混燒后煙氣中的二惡英濃度有很大的降低，這一方面是由于爐膛內較高的燃燒溫度（大于850℃）能有效抑制二惡英的生成；另一方面是由于棉稈比垃圾中二惡英的前驅物要少。
3.4經濟分析
比較摻混秸稈前后電廠的各經濟參數指標。
實驗過程中的棉稈收購價格為200元／t，消耗量為4. 25 t/h，；燃油價格為4940元／t，密度為0.84kg/m3；上網電價為0.5元/kWh;垃圾補貼費167元/t。在這種情況下，進行經濟核算：
棉稈成本：4. 25 x 200= 850元/h
節約燃油：82/1 000 x0. 84 x4 940 =340元／h
增加發電量：(5 810 -4 200) x0.5 =805元/h
增加垃圾焚燒量：(( 31.6 -4.25) - 20. 6)×167 =1 127.3元/h
單爐直接經濟效益：(340+805 +1127.3 -850)/2 =711. 15元/h
4、結論
本文作者對秸稈與城市生活垃圾混燒進行了廣泛的實驗研究，得出如下主要結論：
1)當生物質的摻燒質量百分比為14%時，本垃圾發電機組的效率達到最佳；
2)通過測量混燒前后各種污染物排放濃度，發現混燒后煙氣中的顆粒物濃度和二惡英濃度有很大的降低，SO2和NOx等酸性氣體的濃度略有增加，但仍滿足排放要求；
3)比較了混燒前后垃圾發電廠的經濟指標，通過計算得出混燒后單爐直接經濟效益711.15元/h。
本課題的研究成果對垃圾發電廠的運營和生物質能的利用具有一定的工程參考價值。
（轉載請注明：富通新能源生物質鍋爐//soledad.com.cn/swzglcp/）
