20世纪90年代初期在市场上曾经出现过户用生物质气化炉,一般采用下吸式气化炉,燃料以锯末、散碎的树枝、秸秆、玉米芯等,优点是一次添料多次使用。但结构比较复杂,有发生炉(料仓和气化室)、鼓风机、管道、阀门和灶具等,因此售价比较高。更主要的问题是产生焦油没法解决,所以一直没能推广开。近些年来,有人在原有气化炉的基础上,增加了过滤水洗装置,使焦油和水一起排出来,尽管外表制造得漂亮,但产生焦油的根本问题仍未解决。
户用生物质气化炉的显著缺点是:
1)由于气化炉和灶具直接相连,产生的可燃气没有经过任何处理,因而灶具连接管及气化炉都有焦油渗出,卫生条件很差,且易堵塞管道和灶具;
2)由于户用气化炉比较小,气化条件不易控制,产生气体中的可燃气成分质量不稳,并且不连续,影响燃用甚至有安全问题;
3)特别是新炉子,或者是隔了一段时间未使用的炉子,从点火到产气需要一定的起火时间,增加了劳动时间,而且这段时间内烟气污染物排放很高;
4)更重要的问题是焦油和含焦油的水无序排放,用户随意泼洒在土地和水沟中,造成土地和地下水的污染;
5)在燃烧过程中,厨房弥漫着大量的秸秆的气味,其中含有大量的有害气体成分,特别是CO气体大量超标,农户长期在这种环境下使用,对人体会造成极大的损害。
因此在户用生物质气化炉的技术问题未解决之前,专家们呼吁不要盲目推广使用。据说4月份有一个省在招标气化炉,参加招标的气化炉有20家,如果推广这种类型的气化炉将后患无穷。
北京市制定的地方标准中,明确提出不应使用炉灶分离的秸杆气化炉。
2.户用生物质半气化炉
生物质燃料在炉膛里燃烧,并进行合理配风,伴有气化成分,叫生物质半气化炉,也有人称之为准气化炉,这种炉具二次风作用非常明显,一是补氧,二是进一步加强烟气的扰动,使燃烧更加充分。目前大量用的是补空气,也有补蒸气的。
1)户用高效低排放生物质炉具
同是半气化炉,但性能差别很大,达到下列性能指标的就属于高效低排放户用生物质炉具。
热效率:炊事炉:>35%炊事采暖炉:>60%采暖炉:>65%
烟尘排放浓度:<50mg/m3SO2排放浓度:<30mg/m3
NOx排放浓度:<150mg/m3CO排放浓度:<0.2%
有的炉具适合烧散碎的秸秆和薪柴,有的适合烧生物质成型燃料,在社会主义新农村建设中该种类型的炉具应成为主推产品。
2)对户用生物质炉具的要求
要求性能稳定、点火容易、操作简便、安全可靠、燃料适应性较强、炉具价格要物有所值,并有三年以上的使用寿命。前提条件是性能一定要达到高效低排放。
3)对炉具生产企业的要求
生产企业要深入各地农村进行市场调研,根据用户的购买力水平,开发产销对路的高、中、低档产品;根据燃料种类的不同,应有地域适应性;根据生活习惯的不同,适合用户使用。根据使用功能的不同,开发产销对路炊事、炊事和余热利用、炊事兼采暖、采暖炉具产品。产品质量好,培训工作做得细,使农民真正愿意使用,这样的企业在农民心目中建立起信誉。
炉具生产企业不是说生产和销售多少台炉具,而是农民群众真正使用了多少台炉具,有的企业去年卖了一万多台炉具,而农民群众有50%以上没有用,这就说明该炉具产品还存在着很多问题。而且这个问题不能轻视,不仅影响企业的名誉,给企业造成不应有的损失,更重要的是造成资源的浪费,并会失信于民。
4)炉具产品销售形式
销售形式有两种:一是市场化运作。
高档的生物质颗粒燃料炉具为小别墅供暖;
还有 限制使用煤炭的地区(如苏州的乡镇洗浴中心烧锅炉不允许烧煤,以生物质成型燃料替代煤炭。)
二是政府补贴与农户自筹相结合的方式,或者全由政府补贴,如四川云南藏区,实际上政府就是最大的买主。
这种形式以中低档炉具为主。
三户用生物质炉具的进一步创新
户用生物质炉具产品目前已接近成熟期。好的炊事炉具热效率达到44.7%,燃烧2公斤玉米秸秆块状燃料,可蒸发4.65公斤水。从点火开始到燃烧结束,全过程都不冒黑烟,而且操作十分方便,但像这种好的炉具产品为数不多,所以应加快研发的步伐。
1炉具产品研发中要解决的技术问题
1)炊事炉
要解决燃烧、传热与炊具配套的问题。炉子首先要解决好燃烧问题,好的炉子燃烧效率可达78%以上。燃料燃烧的越充分,污染物排放就越低。应从燃烧方式、炉膛材质的选择、进风量的合理匹配等方面进行优化。
其次是解决传热问题,释放出的热能如何得到充分利用,炊具受热面的合理布置和充分利用,降低排烟温度等,延长可燃气在炉膛上部与锅接触的时间。凡是农村好的省柴灶都解决了这个问题,都配有间隙合适的拦火圈,最大限度地加大与锅的受热面。设计炉圈时一定与锅配套,否则达不到好的效果。