新床料提高了生物质燃烧效率

瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员发现，一种特定的床料在降低运营成本和维护成本的同时，还能明显提高垃圾和生物质的燃烧效率。在与能源供应商EON公司合作，研究人员已经证明，当前的商业锅炉的概念。这一发现使热电联产（CHP）技术无论从盈利和气候的角度来看，都十分有趣，并开辟了下一代智能设计。

如何在循环流化床（CFB）锅炉使用金属氧化物携氧特性已经得到了验证，并从记录时间内从实验室扩展到商业实践。

在去年冬天，从2014年11月至2015年5月，查尔姆斯理工大学研究人员和Eon公司人员已在瑞典诺尔雪平（Norrköping）国家最先进的热电联产电厂Händelöverket进行了新床料的长期测试。

在厂五台锅炉中的一台P14，75 MW循环流化床（CFB）锅炉,通常使用的硅砂被换成了钛铁矿为主的床料。以砂形式的床料甚至用于均匀热波动和提高燃料的燃烧效率。

与其他常规砂相比钛铁矿和其它金属氧化物，都具有明显优势：他们可以在燃烧室内运输氧气，从氧气的丰富的地方到氧气耗尽的地方。当携氧床料在燃烧室与燃料混合，氧气可以及时均匀地分布。

“这带来了一系列积极的影响，这测试在诺尔雪平完成证实。燃烧变得更均匀和高效。锅炉的总效率提高。一氧化碳的排放量是从根本上降低了，因为与灰烬有关，“查尔姆斯理工大学项目协调员、能源与环境部Fredrik Lind博士。

“我们现在确信，我们能够显著降低成千上万目前国际上正在使用的流化床燃烧器厂的运营和维护成本，”他说。

现在猜测确切收益仍过早，但很显然，每个热电联产锅炉的利润率将显著提高。

Eon公司希望在今年在诺尔雪平的两台锅炉开始使用新的钛铁矿为基础的床料，还有其他厂。Eon公司还将利用其聚集经验，开始提供新床料的过渡的服务理念。

“这是我见过的最大改进。有点像用涡轮增压的过程，”有着丰富流化床技术经验的燃烧技术副教授、Eon公司资深专家Bengt-Åke Andersson说。

“其中一个优势是，它能燃烧困难的燃料，如粗废。如果我们要满足我们的气候目标，这可能在以后尤为重要，“Fredrik Lind 补充道。

这个测试金属氧化物作为床料的想法,是Henrik Thunman教授启发于查尔姆斯理工大学另一个项目“用钛铁矿作催化剂来净化生物质气化炉焦油的气体”。突然间,他发现自己在解决困扰着研究人员和锅炉生产商很久的一个问题：如何避免商业锅炉的燃料燃烧不充分?第一个科学研究结果在2013年6月发表。从那时起,该研究已经加快实现实际应用。

“这表明具有关键的研究人员，并迅速能够扩大基础和应用结果的重要性。这个概念是一百人多年的研究结合我们在能源技术中超过10-15年经验的一个分支，”Henrik Thunman说。

去年冬天的全面试验是这两三年来的最后一次，首先在查尔姆斯发电厂（CPP）测试运行，以及2014年的EON公司商业化工厂。成功的关键因素是，查尔姆斯发电厂有世界上最大的研究锅炉。另一个关键因素是这种类型的产业学术合作，2007年查尔姆斯理工大学和Eon公司首创。如今，查尔姆斯理工大学以类似方式与其他十余间全球性公司合作。

“我们的工作始终专注于可持续发展的具体挑战，这需要系统思考和多联合作。这使得长期挑战成为具体的合作项目的核心，包括研究、教育和利用，”查尔姆斯理工大学校长兼首席执行官Stefan Bengtsson说。

他紧接着说：“这种查尔姆斯理工大学和我们的行业合作伙伴之间的合作有利于创造新知识，并加快创新过程。我们可以更新和紧密合作。”

“在查尔姆斯理工大学和Eon公司合作开发的知识是通过多年研究培育。如果没有这种持续紧密的联系以及查尔姆斯理工大学的对行业需求了解，就不会有今天的我们。同时建立了多年来的经验带来，Eon公司从研究到商业化成功的飞跃，给市场提供了一个解决方案，不仅有利于环境，而且有利于经济增长，”Eon公司业务创新部负责人Fredrik Rosenqvist说道。

全面试验的结果将在不久后发表。