改善生物质燃料灰熔融性方法的研究的文献综述

《改善生物质燃料灰熔融性方法的研究的文献综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、改善生物质燃料灰熔融性方法的研究的文献综述0前言生物质能是一种清洁可再生能源,儿乎不含硫、含氮很少,且具有C02近零排放的优点。据佔计，地球上每年生物能总量约1400亿〜1800亿千吨，相当于目前世界总能耗的10倍山。现阶段生物质能源规模化利用的热点是生物质直接燃烧，生物质气化、液化技术⑵⑶，随着应用的深入，在这些生物质能利用技术中一些问题不断出现，在生物质燃烧及热转化技术中，生物质的灰熔融性问题显得比较突出。灰熔融性问题主要指燃料在使用过程中灰分容易熔融，灰分的熔融加剧了灰分在设备表面沉积粘结，对设备的正常运

2、行及设备的寿命都会产生不利的影响⑷⑸。本文对目前生物质能利用屮关于灰熔融性的问题进行总结分析，综述了生物质灰熔融性的彫响因素及该问题解决的途径。1生物质灰分粘结熔融的原因现有的研究结果认为造成生物质灰分容易熔融粘结的主要原因是生物质灰分中的碱金属（Na,K）含量比较高⑹⑺，碱金属盐本身的熔点较低，并且当多种碱金属盐与碱土金属共存时，将形成熔点更低的共熔体罔，特别是草本植物较木本植物其碱金属含量更高⑺

3、9

4、,，°1,如木材加工企业使用较多的木材杨树的木质部和杨树皮的软化温度可达1380°C[111,思茅松灰分的软

5、化温度可达1280°Cf121,而秸秆资源量比较丰富的麦秸秆和稻草的软化温度都在1000°C左右⑹。除了生物质灰分本身的特性外，在流化床设备使用生物质过程中生物质灰易与床料发生反应，即生物质灰中的碱金属与使用较多的床料SiO?发生反应生成低熔点的物质，从而造成换热面结垢、清灰困难，甚至造成流化床床层堵塞，导致锅炉不能正常运行191l,0HI3JLI4Jl15Jo2解决生物质灰熔融粘结问题方法的研究现状2.1控制炉膛温度温度是影响对生物质灰熔融粘结影响的主要因素[⑹，温度上升到一定数值后灰分中碱金属的物理化学反应

6、就变得比较活跃，容易形成一些低温共熔体，较低的炉膛温度是控制生物质积灰粘结的有效手段，Ergiidenler等发现以麦秸秆为原料的流化床设备的积灰和流化停滞现彖对温度非常敏感，设备运行中温度高于800°C以上就会出现流化停滞的现彖[⑷。同样，宁新宇等人，在小型鼓泡流化床实验装置上，以石英砂为床料，进行了不同温度下果木枝条成型燃料流化床燃烧床料粘结机理实验研究，试验结果表明，随着床层温度的升高，床层发生结团的时间明显减小，得出温度是影响生物质流化床燃烧床料粘结的重要因素的结论心】。较高的温度还会造成部分钾会蒸发，

7、蒸发的钾会在过热器表血凝结，特别是遇到氯和硫以后，很容易引起受热面的结垢和腐蚀f,71[,8U，9,o因此在生物质燃用设备中，针对不同的原料，不同的燃烧设备，注意总结合适的工作温度对防止灰分的粘结具有重要意义。2.2生物质与高灰熔点燃料进行混燃（1）不同生物质的混燃：相较于秸秆类生物质，木质燃料的灰熔点相对较高，将两者混燃可以一定程度的改善单独使用秸秆生物质的粘结积灰问题“引。（2）生物质与煤的混燃：生物质与煤混烧是比较常见的生物质直接燃烧利用途径，宁新宇所作的玉米秸秆与石煤的流化床混燃研究发现，釆用玉米秸秆与

8、石煤混烧的方式能够控制由于流化床中单独烧玉米秸秆所造成的床料黏结，原因在于石煤灰分中含有的A1和Fe能够与玉米秸秆灰屮的碱金属化合物以及低熔点共熔物发生化学反应生成高熔点物质，并且覆盖在玉米秸秆碳颗粒表血以及石英砂颗粒表面形成隔绝层，阻止低熔点物质的生成与迁移[201o此类研究也有不同结果，如徐晓光等做过粉状生物质与煤混燃的积灰研究，实验结果发现混燃过程中由于煤灰中带入的大量硅铝氧化物及生物质中带入的碱性金属的相互作用造成混和燃料积灰量显著增大⑵】。有学者所作的生物质与煤灰混合的灰熔点实验中发现，两者混合物的灰

9、熔点相较于单独的燃用生物质有所提髙，因此将两者混燃来改善单独燃用生物质的灰粘结积灰问题还是有开发潜力的（川，本文认为采用生物质型煤技术将两者混燃，会大大减少飞灰量，从而减少飞灰的粘结和沉积，此技术在改善生物质灰粘结积灰方法的应用还有待进一步研究。2.3更换流化床床料及加添加剂当前流化床床料使用比较多的是SiO2,SiO2很容易和碱金属发生反应。国内外替换床料的研究主要集中在碱土金属方面，常用的有石灰、石灰石、氧化铝、高岭土、白云石等[10]C,51o李诗媛分别以河砂、白云石、粘土和安化石煤灰为床料，研究了不同床

10、料结团的难易程度，结果表明四种床料结团由易到难的顺序为：河砂〉白云石＞安化石煤灰分〉粘土。进一步研究表明床料中的铁、铝、钙、镁会减弱床料粘结，主要是这些元素与含碱金属元素的化合物反应形成絮状的高熔点物质，覆盖在结团的表面，阻止结团颗粒进一步长大，从而控制床料粘结和结团V刘仁平等人在0.2MW循环流化床上进行实验，以棉杆为燃料，分别采用石英砂和高铝矶土颗粒作为床料，长时间稳定运行后发现：