生物質(zhì)作為能源具有來源廣泛、綠色可再生的特點,是化石能源的理想替代品。當(dāng)前,生物質(zhì)直燃技術(shù)在可再生能源利用領(lǐng)域已經(jīng)逐漸成熟并初具規(guī)模。但是生物質(zhì)燃料中通常鉀、鈉、鈣等堿金屬、堿土金屬元素和氯元素的含量較高,這些元素尤其是鉀元素含量過高,會導(dǎo)致燃燒時生物質(zhì)鍋爐出現(xiàn)如高溫過熱器表面積灰、爐內(nèi)結(jié)渣、設(shè)備腐蝕等一系列問題,嚴重影響了生物質(zhì)鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。本文針對這些問題,從生物質(zhì)沉積灰特性層面研究了造成生物質(zhì)鍋爐受熱面積灰、結(jié)渣和腐蝕的機理,在此基礎(chǔ)上提出使用硅鋁添加劑作為生物質(zhì)燃料的抗結(jié)渣腐蝕添加劑,并深入研究和探討了硅鋁添加劑的作用效果及添加劑配比;進一步提出了使用調(diào)制粉煤灰作為添加劑的方案,并通過試驗探討了粉煤灰調(diào)制硅鋁添加劑的作用效果。選用小麥和棉花秸稈兩種生物質(zhì)燃料,對生物質(zhì)灰的形貌特征和物相組成特征進行了分析。試驗發(fā)現(xiàn)兩種生物質(zhì)隨著溫度的升高,成灰率逐漸減少,表面收縮結(jié)渣現(xiàn)象更加嚴重。小麥秸稈灰中鉀、硅、氯元素含量很高,隨著燃燒溫度的提高,灰中的KCl會逐漸以氣態(tài)形式釋放,進而造成鍋爐內(nèi)換熱表面的氯腐蝕;棉花秸稈灰中含量最高的元素為鉀、鈣、鎂,灰中的鉀濃度高達225.55... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１不同濃度的ＮａＣＩ涂層作用下的腐蝕增重曲線圖［２１］??

??達到７２％。熔融的鉀化合物有Ｋ２０、ＫＣ１和Ｋ２Ｓ０＾ＫＣ１和Ｋ２Ｓ〇４主要在７００－８００°Ｃ??的中溫下產(chǎn)生；Ｋ２０則在８５０°Ｃ以上的高溫產(chǎn)生。Ｍａｓｏｎ等【２６］測定了生物質(zhì)燃料??在燃燒過程中鉀的釋放模式。在７５０°Ｃ以上的溫度中氣相中的ＫＣ１，?ＫＯＨ可以保??持穩(wěn)定。隨著溫度降低，蒸發(fā)的氣相鉀直接在換熱表面上冷凝，或與其它組分反??應(yīng)并保留在飛灰中，繼而沉積到熱交換表面導(dǎo)致積灰。燃燒過程中鉀的釋放主要??集中在焦炭燃燒階段，脫揮發(fā)分階段和燃盡后的鉀釋放量相對較小，如圖１－３所??示。燃燒過程中鉀的釋放情況與生物質(zhì)種類有關(guān)，鉀含量較高的草本生物質(zhì)燃盡??時間短，因此鉀的釋放時間較短，而木本生物質(zhì)雖然鉀含量低，但鉀的釋放時間??長。??Ｉ揮發(fā)分ｉ同定碳燃燒?燃盡階段??ｉ燃燒丨??１祕＾＿??０％?２５％?５０％?７５％?１００％??燃燒過程??圖１－３燃燒各階段鉀的釋放曲線??生物質(zhì)灰中的鉀元素主要以氯化鉀和硫酸鉀形式存在。降低秸稈／木質(zhì)生物??質(zhì)的燃燒溫度，可以在灰中固定下更多的鉀。Ｎｉｕ等［２？１測試了生物質(zhì)電廠燃燒的??７??

２試驗方案與分析方法??樣表征分析。試驗流程如圖２－１所示。??ＳＥＭ－ＥＤＳ??■■■??署?微觀形貌、元＿分析??霸?〃?一＝！?，??粉媒灰?．—Ｈ一■，灰樣分析—？?ｆ?■??稱愛取樣■ｉｉ－ｉ?＿Ｊ??ｌＳ．．，ｉｌ?＿測試??Ｗｍ?燒麵?ＸＲＤ??Ｔ＂＿?＿??；１—Ｉ—??—??晶相分析??圖２－１試驗系統(tǒng)流程圖??試驗樣品預(yù)處理方法在２．１中己經(jīng)給出，利用生物質(zhì)樣品和添加劑燒制灰樣??的步驟如下：??（１）對于使用添加劑的樣品，提前按添加劑使用比例稱取生物質(zhì)粉末與添??加劑粉末，混合均勻，得到混合樣品。??（２）用天平稱取混合后的樣品１０ｇ，均勻地平鋪于瓷舟中。為保證燃燒充??分，每平方厘米瓷舟表面的樣品質(zhì)量不超過ｏ．ｌｇ。??（３）用馬弗爐燒制灰樣。本試驗選用６００°Ｃ、７００°Ｃ、８００°Ｃ、９００°Ｃ的溫度??范圍來進行試驗，由于目前我國還沒有生物質(zhì)灰的相關(guān)分析標準，因此試驗參考??了?ＧＢ／Ｔ１５７４－１９９５《煤灰成分分析方法》中的制灰方法。試驗中先將爐溫升至??５００°Ｃ保持３０ｍｉｍ然后繼續(xù)升溫至設(shè)定溫度，灼燒２ｈ，期間打開爐門，使樣品??與空氣充分接觸以防燃燒不充分［５４］。??（４）完成制灰后，將制得的灰樣置于干燥皿中冷卻至室溫，密封保存。重??復(fù)上述步驟，制得不同試驗條件下下的灰樣。??對灰樣表征分析包括形貌分析和物相分析。通過觀察和稱重可以直接得到灰??樣的成灰量、結(jié)渣情況、顏色狀態(tài)等宏觀形貌，利用掃描電子顯微鏡觀察灰粒的??微觀形貌。通過能譜儀和電感耦合等離子光譜發(fā)生儀可以測得灰中相關(guān)元素的含??１５??

【參考文獻】：
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