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生物质混烧过程中碱金属对成灰特性的影响

彭钦春  
【摘要】: 生物质作为一种可再生能源,其研究开发不仅能改善我国能源结构,同时还可以缓解环境压力。由于燃料中富含碱金属和氯,生物质燃烧后容易形成灰的沉积与结渣,给燃烧设备造成腐蚀。比较目前改善生物质燃烧灰腐蚀的四种方法:喷涂法、添加剂、原料预处理及混烧,其中混烧尤其是与煤的混合燃烧是一种最简单且行之有效的方法。研究表明,生物质与煤混和燃烧不仅仅是单纯物理意义上的混合,两种燃料中各自的化学组成发生相互促进或相互抑制的作用,而这种作用很可能会受到燃烧工况及混合比例的影响。 本文首先对混煤灰的沉积进行了描述,并介绍了几种对灰腐蚀产生影响的无机元素,包括K、Na、Si、Al、S和Cl元素。在不同温度下,将稻草和稻草混煤不同配比下的三种燃料燃烧成灰,分析温度和燃料混合比对残灰中碱金属的分布情况。结果表明,温度对稻草灰中碱金属的存在形式及分布特征影响很大,但对混煤灰中的影响则不明显;混煤比例对灰中碱金属的存在形式及分布特征影响不大。实验还通过两种结渣性指标对稻草和稻草混煤三种燃料灰的特性进行预算,发现单一稻草的结渣倾向严重,而仅混入少量煤粉就能使灰的结渣性得到很大改善。 本文最后将稻草、煤及稻草混煤1:1的混合燃料在沉降炉上进行燃烧,利用DLPI收集燃烧过程中产生的细灰。研究发现,混煤燃烧不改变细灰的质量粒径分布,但会增加细灰颗粒的排放浓度;同时,通过对细灰中碱金属及相关元素的分布特征进行分析并结合Fact软件进行计算,发现生物质对混煤的影响主要作用于细颗粒上,而煤的则主要作用于粗颗粒上。


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