2025年生物质锅炉行业技术分析：富氧燃烧能降低生物质锅炉燃料燃点

  在全球积极推进绿色低碳转型的大背景下，能源领域的技术革新成为实现可持续发展的关键。2025年，生物质锅炉行业技术不断演进，其中富氧燃烧技术凭借其在改善生物质燃料利用、助力碳捕集等方面的潜力，成为研究与发展的热点。这一技术的研究和应用，对于提升生物质锅炉的性能、推动能源行业的绿色变革具有重要意义。

  一、生物质锅炉燃料基本特性：影响燃烧利用的关键因素

  生物质通过光合作用固定二氧化碳，从全生命周期视角可视为 “零碳燃料”，在电 / 热生产行业应用广泛。常见生物质如木屑、草、水稻秸秆等，与煤相比，其物理化学性质存在显著差异。《2025-2030年中国生物质锅炉行业市场分析及发展前景预测报告》从化学元素组成来看，生物质富含碳水化合物，干燥时氧质量分数约 40%，碳元素质量分数在 50% 左右，氢质量分数在 5% - 7%，同时含有少量氮、硫和氯等元素，质量分数通常小于 1.5% 。

  这些元素组成、矿物组分和灰熔点等性质，对生物质在生物质锅炉中的燃烧利用产生多方面影响。在受热面灰沉积方面，燃用含钾和氯较高燃料的生物质锅炉，受热面沉积比燃煤锅炉更严重。当燃烧温度高于 700℃，生物质中的碱金属以氯化钾为主要形式快速释放到烟气中，氯化钾冲刷到低温受热面表面凝结形成沉积初始层，还会降低灰熔点，加剧灰沉积，影响生物质锅炉效率。在受热面高温腐蚀方面，生物质锅炉受热面因氯化钾等碱金属氯化物沉积，会出现严重高温腐蚀。温度达到 500℃时，氯化钾与金属铬发生腐蚀反应产生氯气，碱金属含量和金属表面温度显著影响腐蚀速率。在主要污染物排放方面，生物质燃料硫质量分数普遍低于 0.5%，但燃烧产生的飞灰可能影响脱硫系统;氮质量分数一般为 0.5% - 1.5%，燃烧过程中约 80% 的氮转化为氮氧化物，虽普遍低于煤，但生物质燃烧生成的碱金属盐可能造成脱硝催化剂中毒，可采用选择性催化还原 - 选择性非催化还原耦合的脱硝技术降低风险。

  二、生物质锅炉富氧燃烧特性与工程研究：技术应用的核心内容

  富氧燃烧是助燃气体氧浓度高于空气的燃烧方法，极限氧浓度为纯氧。与传统燃烧方式相比，富氧燃烧能降低燃料燃点，减少热量损失，提高燃烧效率和辐射传热，在生物质锅炉中有独特表现。

  在燃烧性质方面，以木屑为代表的生物质与煤燃烧过程差异明显。木屑挥发性物质释放温度低，燃烧过程在低温区间，最大失重速率是煤的 2.56 倍，燃尽时间短。众多研究表明，富氧条件下，随着氧体积分数升高，生物质着火点降低，燃烧速率提高，燃烧活性增强，燃烧时间减少。

  在成灰特性方面，不同燃烧条件下生物质燃烧飞灰成分相似，但富氧条件下灰中低熔点物质含量增加，烟气再循环加剧受热面结渣风险。不过，生物质锅炉富氧燃烧改造也带来诸多好处，如提高炉内燃烧温度和传热效果，降低着火和燃尽温度，提高燃烧强度和速率，减少助燃气体量，提高锅炉热效率。

  在工程研究方面，当前生物质富氧燃烧研究多集中于机理和理论，实际应用工艺研究处于起步阶段。常见富氧燃烧改造技术路线有纯氧替代部分助燃空气和在再循环烟气中注纯氧。数值计算显示，烟气再循环可有效调节炉内温度，保证物质燃烧完全，提高锅炉效率;氧体积分数增加能提升炉内温度和燃烧速率。中试研究表明，纯氧替代部分助燃空气可提高燃烧温度、速率和锅炉热效率，但可能带来负面影响;再循环烟气中注纯氧可控制炉内温度，缓解污染物排放问题，但会增加设备材料和运行成本，降低热效率。

  三、生物质锅炉富氧燃烧技术风险及解决措施：保障技术应用的关键

  生物质锅炉富氧燃烧技术处于研究示范阶段，实际工程应用存在技术风险，需采取相应解决措施。富氧系统方面，纯氧注入若混合不均，会导致局部高温，造成受热面结渣、腐蚀和氮氧化物排放超标。需开发注氧和混氧装置，探究助燃气体氧体积分数与锅炉负荷规律并实现自动调节。配风系统方面，合理配风对生物质锅炉炉内燃烧组织意义重大，但实际调整存在盲目性和滞后性，应研究实时监测数据与配风方式规律并实现自动控制。受热面防沾污处理方面，可通过生物质水洗预处理、烟气喷淋添加剂、燃料使用添加剂等措施，减轻碱金属造成的受热面沾污问题。全炉膛密封处理方面，为避免烟气泄露和安全事故，提高锅炉运行效率，可采用设置密封风系统、二氧化碳密封给料、湿法出渣、微正压燃烧等措施实现全炉膛密封运行。

  四、生物质锅炉富氧燃烧发展趋势：未来技术的方向指引

  在政策发展趋势上，在 “双碳” 等多重国家发展战略驱动下，生物质发电行业政策不断变化，从大力发展和补贴，逐步向市场化运作转变。当前行业面临定位认识不足、电价补贴退坡影响大、产业发展不平衡等挑战。但随着全国碳交易市场建立和绿证交易市场成熟，生物质发电企业有望通过碳减排配额交易和绿证交易获利，生物质能高效利用耦合碳捕集与封存技术可能成为重点发展方向。

  生物质富氧燃烧耦合碳捕集与封存(BECCS)是前沿领域，通过捕获生物质能利用过程中的二氧化碳并再利用或封存，可实现 “负碳”。国外已有相关企业开展设备申请和建设，国内也在积极探索。富氧燃烧联合烟气再循环系统能改善生物质燃料利用，降低污染物排放，提供高浓度二氧化碳烟气，结合碳捕集系统，可实现高浓度二氧化碳生产，为生物质电厂转型提供新思路和新模式，还能根据不同情况灵活组合优化，拓展产业应用场景和创新商业模式。

  综上所述，生物质锅炉富氧燃烧技术在应对能源与环境挑战中展现出独特优势和潜力。它能够有效改善生物质燃料清洁高效利用，提高生物质锅炉运行效率，但在应用过程中也面临着诸如高温、结渣、技术系统优化等问题。通过合理的技术措施和工艺改进，可以有效降低技术风险，提升技术可行性。从发展趋势来看，在政策支持和市场需求的双重推动下，基于富氧燃烧的生物质能高效利用耦合碳捕集与封存技术有望成为生物质电厂转型发展的重要方向，为实现能源可持续发展和 “双碳” 目标提供有力支撑，其未来发展前景广阔，值得进一步深入研究和推广应用。

更多生物质锅炉行业研究分析，详见中国报告大厅《生物质锅炉行业报告汇总》。这里汇聚海量专业资料，深度剖析各行业发展态势与趋势，为您的决策提供坚实依据。

更多详细的行业数据尽在【数据库】，涵盖了宏观数据、产量数据、进出口数据、价格数据及上市公司财务数据等各类型数据内容。